Вязкость. Идеальная жидкость
Вязкость– свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу соседних слоев при движении жидкости. Все реальные жидкости обладают вязкостью, которая проявляется в виде внутреннего трения при относительном перемещении смежных частей жидкости. Свойство, обратное вязкости – текучесть. Текучесть характеризует степень подвижности частиц жидкости. На рис. 1.5 представлена эпюра скорости вязкой жидкости, движущейся в цилиндрической трубе. Вследствие тормозящего влияния стенки слои жидкости будут двигаться с разными скоростями, значения которых возрастают по мере отдаления от стенки. Рассмотрим два слоя жидкости, движущиеся на расстоянии Δy друг от друга. Слой А движется со скоростью u, а слой B о скоростью 
. Вследствие разности скоростей слой В сдвигается относительно слоя А на величину 
, которая является абсолютным сдвигом слоя А по слою В, а 
– относительный сдвиг или градиент скорости. Если расстояние между слоями будет мало, то градиент скорости можно записать как 
. Можно также сказать, что градиент скорости показывает интенсивность изменения скорости в данном сечении. В результате сдвига соседних слоев появляется касательное напряжение трения.
Рис.1.5. Распределение скоростей в сечении трубы при ламинарном движении
Согласно гипотезе Ньютона, касательное напряжение, возникающее при движении жидкости пропорционально скорости деформации объема жидкости
| (1.22) |
где μ – коэффициент пропорциональности или динамический коэффициент вязкости.
Единица измерения динамического коэффициента вязкости – Пуаз (П):
1П= 0,1 Па·с = 0,0102 
.
Вязкость капельных жидкостей с увеличением температуры уменьшается, а газов увеличивается. Это связано с различным молекулярным строением жидкостей и газов. Для определения вязкости при различных температурах используются эмпирические формулы, значения вязкости для различных жидкостей приводятся в справочниках. Например, вязкость воды при температуре 20 ºC равна 0,01П.
Наряду с понятием динамической вязкости в гидравлике применяется кинематическая вязкость ν, которая представляет собой отношение динамической вязкости жидкости к ее плотности
 .
| (1.23) |
Единицы измерения –Стокс (Ст): 1Ст = 1 
.
Для определения кинематической вязкости при различных температурах также используются эмпирические формулы, и ее значения для различных жидкостей приводятся в справочниках. Кинематическая вязкость воды при температуре 20ºC равняется 0,01 .
Вязкость капельных жидкостей мало зависит от давления в диапазоне до 200 атм. Кинематическая вязкость воздуха (газов) зависит и от давления, и от температуры. Для нормальных условий (t = 20 ºC, p = 100000 Па) νвоздуха = 0,157 , т.е. почти в 15 раз больше воды, что связано с меньшей плотностью воздуха.
Измерение вязкости проводится при помощи специальных приборов, называемых вискозиметрами. Измерение вязкости вискозиметром Энглера студенты выполняют во время лабораторных работ.
Идеальная жидкость – жидкость, в которой отсутствует вязкость. Представляет собой модель реальной жидкости, и это понятие используется для облегчения решения некоторых задач гидравлики. Выводы, полученные исходя из свойств невязкой жидкости, приходиться корректировать, вводя поправочные коэффициенты, получаемые в результате экспериментальных исследований.
Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 1422;