Физические свойства жидкостей

В качестве жидких теплоносителей в технике применяют различные вещества: воздух, воду, газы, масло, нефть, спирт, ртуть, расплавленные металлы и многие другие. В зависимости от физических свойств этих веществ процессы теплоотдачи протекают различно.

Большое влияние на теплообмен оказывают следующие физи­ческие параметры: коэффициент теплопроводности , удельная теп­лоемкость с, плотность , коэффициент температуропроводности а и коэффициент динамической вязкости . Эти параметры для каждого вещества имеют определенные значения и являются функ­цией температуры, а некоторые из них и давления.

Величины , с, а и уже выше рассматривались. В исследованиях конвективного теплообмена большое зна­чение имеет также вязкость. Все реальные жидкости обладают вяз­костью. Между частицами или слоями, движущимися с различными скоростями, всегда возникает сила внутреннего трения (касательное усилие), ускоряющая движение более медленного слоя и тормозя­щая движение более быстрого. Величина силы трения S между слоями, отнесенная к единице поверхности, согласно закону Ньютона, пропорциональна градиенту скорости dw/dn по нормали к направлению движения потока. Следовательно, можно записать:

,

где – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы жидкости и её

температуры и называемый коэффициентом динамической вязкости, или

коэффициентом внутреннего трения; его единица измерения: Н.сек/м .

Чем больше величина , тем меньше текучесть жидкости. Вязкость капель­ных жидкостей с увеличением температуры уменьшается и почти не зависит от давления. У газов с увеличением температуры и дав­ления вязкость увеличивается. Коэффициент вязкости идеальных газов не зависит от давления.

Кроме коэффициента динамической вязкости, в уравнениях гид­родинамики и теплопередачи встречается коэффициент кинемати­ческой вязкости , представляющий собой отношение динамической вязкости к плотности жидкости :

, м /сек.

Коэффициенты , и являются физическими параметрами, оп­ределяются опытным путем и приводятся в справочных таблицах.