Вязкость (внутреннее трение). Ламинарность и турбулентность.
Определение 1.
Вязкость (внутреннее трение) — это свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой.
При перемещении одних слоев реальной жидкости относительно других возникают силы внутреннего трения, направленные по касательной к поверхности слоев. Действие этих сил проявляется в том, что со стороны слоя, движущегося быстрее, на слой, движущийся медленнее, действует ускоряющая сила. Со стороны же слоя, движущегося медленнее, на слой, движущийся быстрее, действует тормозящая сила.
Сила внутреннего трения F тем больше, чем больше рассматриваемая площадь поверхности слоя S, и зависит от того, насколько быстро меняется скорость течения жидкости при переходе от слоя к слою.
На рисунке представлены два слоя, отстоящие друг от друга на расстоянии Dx и движущиеся со скоростями v1 и v2. При этом v1 
v2 = Dv.
Направление, в котором отсчитывается расстояние между слоями, перпендикулярно скорости течения слоев.
Определение 2.
Величина 
называется градиентом скорости. Она показывает, как быстро меняется скорость при переходе от слоя к слою в направлении х, перпендикулярном направлению движения слоев.
Таким образом, модуль силы внутреннего трения будет равен:
(2)
где коэффициент пропорциональности 
, зависящий от природы жидкости, называется динамической вязкостью (или просто вязкостью).
Единица вязкости — Паскаль-секунда (Па×с): 1 Па×с равен динамической вязкости среды, в которой при ламинарном течении и градиенте скорости с модулем, равным 1 м/с на 1 м, возникает сила внутреннего трения 1 Н на 1 м2 поверхности касания слоев (1 Па×с= 1 Н×с/м2).
Существует два режима течения жидкостей.
Определение 3.
Течение называется ламинарным (слоистым), если вдоль потока каждый выделенный тонкий слой скользит относительно соседних, не перемешиваясь с ними.
Ламинарное течение жидкости наблюдается при небольших скоростях ее движения. Внешний слой жидкости, примыкающий к поверхности трубы, в которой она течет, из-за сил молекулярного сцепления прилипает к ней и остается неподвижным. Скорости последующих слоев тем больше, чем больше их расстояние до поверхности трубы, и наибольшей скоростью обладает слой, движущийся вдоль оси трубы.
Определение 4.
Дата добавления: 2016-08-07; просмотров: 716;