coeficient de viscozitate și exemple de formula
Determinarea coeficientului de viscozitate și formula
Vâscozitatea se numește un tip de fenomene de transport. Acesta este asociat cu o proprietate a fluidelor (gaze și lichide), pentru a rezista deplasării unui strat în raport cu altul. Acest fenomen este cauzat de mișcarea particulelor care alcătuiesc materia.
Aloca vâscozitatea dinamică și cinematică.
Să considerăm o mișcare de gaz, care are o vâscozitate ca mișcare straturi paralele plane. Să presupunem că o schimbare a vitezei are loc axa substanței direcția X, care este perpendicular pe direcția de mișcare a vitezei gazului (Fig.1).
viteza de deplasare direcția axei Y este aceeași în toate punctele. Deci, viteza este o funcție. În acest caz, forța de frecare dintre straturile de module de gaz (F), care acționează pe unitatea de suprafață a suprafeței care separă două straturi adiacente, este descrisă de ecuația:
în care - gradientul vitezei () a axei X. Axa X perpendicular pe direcția straturilor de substanță de mișcare (figura 1).
definiție
Coeficientul () în ecuația (1) este coeficientul de viscozitate dinamică (coeficientul de frecare internă). Aceasta depinde de proprietățile gazului (fluid). numeric egală cu cantitatea de mișcare care este transferată pe unitatea de timp prin unitatea de suprafață a gradient de viteză tampon egal cu unitatea în direcția perpendiculară pe site. Sau numeric egal cu forța care acționează pe unitatea de suprafață a gradientului de viteză egală cu unitatea.
frecare internă - motivul pentru care debitul de gaz (fluid) prin tubul este necesară o diferență de presiune. Astfel, mai mulți agenți de vâscozitate, cu atât mai mare diferența de presiune pentru a da un debit de curgere predeterminat.
Coeficientul de vâscozitate cinematică în general notat. Acesta este egal cu:
unde - densitatea gazului (fluid).
Coeficientul de frecare al gazului intern
Conform teoriei cinetice a gazelor coeficient de vâscozitate poate fi calculată cu ajutorul formulei:
în care: - viteza medie a mișcării termice a moleculelor de gaz, - drumul liber de molecule. Expresia (3) demonstrează că, atunci când presiunea de jos (dilua gaz) vâscozitate este aproape independentă de presiune, deoarece Dar această concluzie este valabilă până în momentul în care raportul dintre drumul liber a moleculei la dimensiunile liniare ale vasului nu devine aproximativ egală cu unu. Cu creșterea temperaturii, de obicei, crește vâscozitatea gazului, ca
Coeficientul de vâscozitate a lichidelor
Presupunând că vâscozitate este definită moleculare forțează interacțiune substanțe care depind de distanța medie dintre ele, coeficientul de viscozitate se determină experimental Bachinskogo formula:
în care: - volumul molar de lichid A și B - sunt constante.
Lichidele de vâscozitate scade odată cu creșterea temperaturii, mărind presiunea crește.
formula Poiseuille
Coeficientul de vâscozitate este inclus într-o formulă care stabilește o relație între volumul (V) de gaz care curge pe unitatea de timp prin secțiunea de conductă și este necesară pentru această diferență de presiune ():
unde - lungimea tubului - raza conductei.
numărul Reynolds
mișcare Caracterul gaz (fluid) este definit de numărul Reynolds adimensional ():
- cantitatea ce caracterizează dimensiunile liniare ale corpului, fluid raționalizate (gaz).
Unități de viscozitate
Unitatea de bază de măsurare a coeficientului de viscozitate dinamică a IS este:
Unitatea de bază viscozității cinematice este în unități SI:
Exemple de rezolvare a problemelor
Viscozitatea dinamică de apă egală cu Pa • s. Care diametrul de limitare a debitului de apă permite tubului să rămână laminară, în cazul în 1 secundă prin secțiunea transversală urmează volumul de apă egal cu?
Sub laminar de curgere a fluidului este după cum urmează:
În cazul în care numărul Reynolds este găsit de formula:
Viteza de curgere a apei a constatat ca:
În expresia (1.3), - înălțimea cilindrului de apă având un volum:
Înlocuim expresia pentru numărul Reynolds, viteza (1.4), avem:
Densitatea apei în condiții standard kg / m3.
Vom efectua calcule, obținem: