Viscozitate - studopediya
Vascozitatea - este proprietatea fluidului pentru a rezista la forțe de forfecare. Viscozitate - proprietate inerentă în ambele picaturii și gazele, care se manifestă doar atunci când mișcarea nu poate fi detectat cu ușurință, și se manifestă sub formă de frecare internă atunci când se deplasează particulele lichide adiacente. Vâscozitatea descrie gradul de particule de curgere și a motilității fluide. vâscozități a explicat pierderea de rezistență și presiune care apare în timpul deplasării lor prin conductele, canalele și alte canale de, precum și de mișcare în care corpurile străine.
Studierea proprietăților frecarea internă a fluidului activ implicat Isaac Newton a pus bazele doctrinei vâscozității. Newton a sugerat (ulterior confirmată de experiment), că forțele de rezistență care apar în timpul unor astfel de straturi de alunecare sunt proporționale cu zona de contact dintre straturi și rata de alunecare. Ca rezultat, Newton a fost dependența care caracterizează relația viscozității cu fenomenul de frecare internă, numită legea același nume.
Să presupunem că lichidul curge de-a lungul peretelui straturilor plane paralele. Fiecare strat se va muta cu propria viteză, viteza de straturi va crește pe măsură ce distanța de la perete.
Luați în considerare două straturi de fluid la distanța de mișcare # 916; y unul față de celălalt. Deoarece există frecare între straturi și forța datorită inhibării reciproce a diferitelor straturi au viteze diferite, iar stratul A se deplasează cu o viteză v, iar stratul B - la o viteză de (v + # 916; v). valoare # 916; v este absolut stratul de deplasare A pe stratul B, iar valoarea # 916; v / # 916; y - relative de forfecare sau gradient de viteză. Apoi, tensiunea de forfecare are loc în timpul mersului # 964; (Tau), care caracterizează frecarea pe unitatea de suprafață (tensiunea de frecare internă). Tensiunea de frecarea internă este sensul fizic al relației:
FTR în care - forța de frecare internă, H; S - zona de contact a suprafețelor m 2.
Apoi, conform legii lui Newton, relația dintre stres și schimbarea relativă va fi:
și anume tensiune proporțională cu frecarea internă a gradientul vitezei.
Coeficientul de proporționalitate (miu) numita viscozitate dinamică. Formula arată că vâscozitatea dinamică este numeric egală cu tensiunea frecarea internă în cazul în care viteza relativă a două plane A și B distanțate la o distanță de 1 m este egal cu 1 m / s.
Dimensiunea coeficientului de viscozitate dinamică rezultă din formula. Deoarece tensiunea # 964; este forța pe unitatea de suprafață, atunci dimensiunea sa este:
Dimensiunea gradientul vitezei:
Prin urmare, dimensiunea coeficientului de viscozitate dinamică:
Astfel, unitatea de măsură a viscozității dinamice în unități SI adoptă:
Unitatea fizică a sistemului de vâscozitate dinamică este poise, notat „P“:
Lichide dinamice vâscozitate picure din molecule care sunt situate foarte aproape una de alta, scade odată cu creșterea temperaturii datorită vitezei crescute a mișcării browniene, conexiunea de reținere a pivotului este slăbită, adică o rezistență a legăturii.
raportul dependență # 956; temperatura în general exprimată prin formula:
în care - valoarea la t = 0 ° C; a și b - coeficienți experimentali, în funcție de proprietățile fizice și chimice (de tipul celor) ale lichidului; Temperatura lichidului în ° C - t
Cu gazele forțe de atracție dintre moleculele se manifestă doar la o compresiune puternică, și în condiții normale ale moleculelor de gaz sunt în mișcare haotică, iar straturile de frecare termică a gazului între ele are loc numai datorită coliziunii moleculare. Odată cu creșterea vitezei de temperatură a moleculelor crește, un număr tot mai mare de coliziuni și vâscozitatea crește.
Se obține apă proaspătă Poiseuille formula:
Pentru formula cunoscută de aer Millikan:
Sistemul hidraulic pentru caracterizarea proprietăților vâscoase ale gazelor și vaporilor sunt uneori utilizate în locul coeficientului de viscozitate dinamică a celuilalt, de litera # 951; (Eta) și asociată cu o ecuație coeficient dinamic
unde g - accelerația gravitațională, m / s 2.
Evident, acest raport de viscozitate # 951; Ea are dimensiunea:
În acest caz, unitatea de măsură # 951; în unitățile sistemului tehnic este
Hidraulic și utilizate pe scară largă în producerea așa-numita viscozitate cinematică # 957; (Nud), definit ca raportul dintre vâscozitatea dinamică a densității:
Dimensiunea coeficientului de vâscozitate cinematică:
În sistemul SI pentru # 957; Unitate acceptată :.
Unitatea de factor # 957; într-un sistem fizic este Stokes, desemnat ca „Arta“:
De exemplu, viscozitatea cinematică de apă egală cu
Viscozitatea dinamică reciprocă numită fluiditate.
Viscozitatea pentru toate picăturii scade cu temperatura a crescut-sheniem. program pentru a obține calcule hidraulice precise au recomandat (sau masă) Dependența de temperatură a viscozității, construită pe baza spe cial-definiții în laborator. Ar trebui să fie tratate foarte atent la diferitele tipuri de formule și nomograms care servesc pentru a determina viscozitatea unui amestec de două sau mai multe produse petroliere diferite.
Grafic reprezentând dependența schimbarea viscozității fluidului cu temperatură se numește viskogrammoy (fig. 1.3).
Pentru a determina vâscozitatea fluidului la orice temperatură T arbitrar este utilizat cu suficientă precizie formulă Filonova Reynolds:
unde # 957; - viscozitatea la o anumită temperatură T, u - viskogrammy prăvăliș factor care caracterizează unghiul de înclinare a tangentei la viskogrammy abscisei (Figura 1.4.) Și se determină prin formula:
Figura 1.4 Determinarea factorului de prăvăliș viskogrammy
Astfel, orice lichid poate fi caracterizat pentru a determina vâscozitatea sa la orice temperatură, cunoscând coordonatele a două puncte arbitrare viskogrammy. Trebuie remarcat faptul că, pentru viskogrammy picăturii coeficient este pozitiv, dar lichidul a cărui vâscozitate variază puțin schimbările de temperatură, pentru gazos - coeficientul viskogrammy este negativ. Sunt lichide a căror viscozitate depinde de temperatură mică, ei sunt compuși chimici complexe și sunt utilizate ca mașini de lucru hidraulice, cum ar fi un cuplaj vâscos.
Există fluide, pentru care legea nu se aplică Newton. Spre deosebire de convenționale, Newtonian, aceste fluide sunt numite non-newtoniene. sau anormale.
Vâscozitatea cinematică # 957; aer și apă
Vascozitatea grade diferite de lichid la un titlu, de exemplu, ulei, în funcție de compoziția chimică și structura moleculară pot avea valori diferite.
Pentru crudes vâscoase valori medii u = 0,05 + 0,1 până la 1 ° C
Lichidele de viscozitate, așa cum se arată prin experimente, de asemenea, depinde de presiunea. Cu o presiune tot mai mare, aceasta crește de obicei. O excepție este apa, pentru care, la temperaturi de până la 32 ° C, presiunea crește vâscozitatea scade. La presiuni întâlnite în practică (până la 20 MPa), modificări ale lichidelor cu viscozitate foarte mici și calcule hidraulice convenționale este ignorată.