Коефіцієнт в’язкості чисельно дорівнює силі тертя, яка виникає між шарами рідини одиничної площі при ґрадієнті швидкості, що дорівнює одиниці.

Коефіцієнт в’язкості вимірюється в – Па·с (паскаль-секунда).

Розглянемо найбільш поширені методи визначення коефіцієнта в’язкостірідини.

· метод Стокса.

 

Метод ґрунтується на вимірюванні швидкості невеликих сферичних тіл, що повільно рухаються в рідині. При русі в рідині тверде тіло покривається тонким нерухомим відносно тіла шаром рідини і сили внутрішнього тертя виникають між шарами рідини, а не між твердим тілом і рідиною. Отже сила внутрішнього тертя не залежить від матеріалу твердого тіла, яке рухається в рідині , а залежить тільки від форми тіла і властивостей рідини.

При падінні тіла у в’язкій нерухомій рідині на тіло діють :

Рис.6.2

· сила тяжіння mg , напрямлена вертикально вниз;

· виштовхувальна сила (сила Архімеда) FA,напрямлена вертикально вгору;

· сила тертя FT , також напрямлена вертикально вгору (рис.6.2)

Якщо тіло має форму кулі радіуса r, густина тіла т, густина рідини р, то:

; (6.3)

. (6.4)

Сила тертя пропорційна швидкості руху кульки v і визначається

законом Стокса:

. (6.5)

На початковій ділянці рух кульки – прискорений, але із збільшенням швидкості зростає FT і рівнодійна сил, що діють на кульку, стає рівною нулю. Тому:

 

mg=FA + FT.(6.6)

 

Підставивши (6.3), (6.4) і (6.5) в (6.6), одержимо:

. (6.7)

З отриманого виразу визначимо коефіцієнт в’язкості:

. (6.8)

метод Пуазейля

Для визначення коефіцієнта в’язкості рідини використовують формулу Пуазейля для ламінарної течії по трубках (капілярах):

, (6.9)

де L - довжина капіляра, r - радіус капіляра,

- різниця тисків на кінцях капіляра,

V - об’єм рідини, яка витекла через капіляр за час t,

- коефіцієнт в’язкості рідини.

При відомих V, r, L, , використовуючи (6.9), можна визначити .

Однак значно зручніше користуватись формулою Пуазейля для відносного визначення коефіцієнта в’язкості. Візьмемо дві рідини, коефіцієнт в’язкості однієї з яких відомий (позначимо його ), а іншої – невідомий і виміряємо час витікання однакового об’єму рідин через один і той же капіляр – і відповідно.

Записавши формулу Пуазейля для кожної з рідин і поділивши один вираз на другий, отримаємо :

 

. (6.10)

Оскільки рідина витікає під дією сили тяжіння то ,

 

і вираз для коефіцієнта в’язкості набуде вигляду:

. (6.11)

 

Отже, вимірявши час витікання рідин, а також використавши відомі значення 0 та 0 однієї з них, визначимо коефіцієнт в’язкості іншої.








Дата добавления: 2015-07-22; просмотров: 839;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.