Вязкость жидкостей и газов
Вязкость жидкостей.Вязкость является одним из важнейших свойств, характерных только для жидкостей, и которое во многом определяет поведение реальных жидкостей при их движении.
Вязкость - свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу ее частиц или слоев друг относительно друга, проявляющееся в давлении внутреннего трения.
Влияние вязкости на характер течения отражается двумя постулатами, основанными на всесторонних экспериментальных исследованиях - гипотезе “прилипания” и законе внутреннего трения Ньютона.
Гипотеза “прилипания”заключается в том, что частицы жидкости, непосредственно прилегающие к твердому телу, абсорбируются им, как бы прилипают к его поверхности, т.е. их скорость равна скорости твердого тела. В соответствии с этой гипотезой скорость жидкости на неподвижной твердой поверхности всегда равна нулю (рис. 2.1.)
Рис 2.1 Распределение скорости движущейся жидкости по сечению
Между соприкасающимися частицами или слоями жидкости, движущимися с различными скоростями, всегда возникают силы внутреннего трения, направленные по касательной к поверхности соприкосновения и противодействующие смещению этих частиц друг относительно друга.
В математической формулировке закон Ньютона имеет вид:
(2.7)
где - удельная сила трения, приходящуюся на единицу поверхности соприкасающихся слоев, называемая касательным напряжением, ,
- динамическая вязкость, ;
- изменение расстояния вдоль нормали между двумя бесконечно близкими слоями.
В механике жидкости наряду с динамическим коэффициентом вязкости широко используется другой физический параметр, характеризующий вязкость жидкости - кинематический коэффициент вязкости.
Кинематический коэффициент вязкости определяется как величина равная отношению коэффициента динамической вязкости к плотности жидкости :
(2.8)
где - вязкость жидкости,
Вязкость жидкостей зависит от температуры и давления. В специальной литературе широко приводятся экспериментальные, аналитические формулы, графики и таблицы, отражающие зависимость коэффициентов вязкости от температуры и давления.
Зависимости коэффициентов вязкости от давления и температуры различны для капельных жидкостей и газов:
1. У капельных жидкостей вязкость практически не зависит от давления, но значительно уменьшается при повышении температуры, так как часть энергии идет на разрыв молекулярных связей жидкости.
2. Вязкость газов, в отличие от капельных жидкостей, существенно возрастает с увеличением температуры, так как увеличивается кинетическая энергия молекул газа.
Дата добавления: 2015-04-21; просмотров: 1916;