Dinamički viskozitet fluida. Koja je njegova fizička i mehanička značenje?

Tekućina se definira kao fizičkog tijela, sposobnost da promijeni svoj oblik pri proizvoljno mali utjecaj na njega. Obično postoje dvije glavne vrste tekućina i plinova padati. Drip tekućina - tekućina u uobičajenom smislu: voda, petrolej, ulje i tako dalje. Plinovitih fluida - plinovi koji u normalnim uvjetima, na primjer, plinovite tvari, kao što su zrak, dušik, kisik, propan.

Ovi spojevi se razlikuju u molekulsku strukturu i tipu interakcije molekula međusobno. Međutim, s gledišta mehanike, oni su kontinuirano mediji. I zbog toga, jer su identificirali neke uobičajene mehaničke karakteristike: gustoću i specifičnu težinu; i osnovne fizikalna svojstva: stišljivosti, termalna ekspanzija, vlačna čvrstoća, čvrstoća površinske napetosti i viskoznosti.

Pod viskoznosti razumjeti svojstvo tekućeg tvari otpor klizanja ili pomak na slojeva međusobno. Suština koncepta je pojava sila trenja između različitih slojeva unutar tekućine za vrijeme relativnog gibanja. Razlikovati pojam „dinamičke viskoznosti tekućine” i njegova „kinetičkog viskoziteta”. Zatim, uzeti bliži pogled, koja je razlika između tih pojmova.

Osnovni pojmovi i dimenzija

Viskozna sila F koja proizlazi iz pomicanja jedan u odnosu na drugi susjedni slojevi generalizirani tekućine izravno je proporcionalna brzini slojeva i njihove kontaktne površine S. Ova sila djeluje u smjeru okomito na gibanje, te izražena u Newton jednadžba analitički

F = pS (AV) / (Δn),

gdje (AV) / (Δn) = GV - gradijent brzine u smjeru okomitom na pokretnih dijelova.

Koeficijent proporcionalnosti μ - je dinamički viskozitet, ili jednostavno viskoznost generalizirani tekućine. Iz Newtonovih jednadžbi je

μ = F / (S ∙ GV).

U fizičkom jedinici mjerenja viskoznosti sustava definirana kao viskoznosti medija, u kojem je brzina gradijent jedinica GV = 1 cm / sek po kvadratnom centimetru sloja trenja sila djeluje u 1 dyna. Prema tome, dimenzija uređaja u ovom sustavu je izražen u din ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Ova mjera se naziva dinamički viskozitet poaza (P).

1. P = 0,1 Pas ∙ c = 0,0102 KGF ∙ s ∙ m ^ (- 2).

Primjenjuju i manje jedinice, a to su: P = 100 1 centipoise (CPS) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). U tehničkom sustavu za jedinicu vrijednosti viskoziteta uzimajući KGF ∙ s ∙ m ^ (- 2).

U međunarodnoj sustav jedinica viskoznosti definirana kao viskoznosti medija, u kojem je brzina jedinici gradijent GV = 1 m / s do 1 m po kvadratnom metru tekućeg sloja koji djeluje sila trenja 1 N (Newton). Su dimenzije vrijednosti od | u SI je izražena u kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ s (- 1).

Ostale karakteristike, kao što su dinamička viskoznost tekućina uvodi koncept kao omjera koeficijenta kinematičkog viskoziteta dotičnog gustoći fluida. Vrijednost kinematičke viskoznosti mjeri u Stokes (1 klase = 1 cm ^ (2) / c).

Koeficijent viskoznost je numerički jednaka broju prometa provodi u pokretnog plina u jedinici vremena u smjeru okomito na kretanje po jedinici površine, kada je brzina kretanja se razlikuje po jedinici brzine plina u slojeve razdvoji po jedinici duljine. koeficijent viskoznosti ovisi o vrsti i stanju materijala (temperatura i tlak).

Dinamički viskozitet i kinematička viskoznost tekućina i plinova, u velikoj mjeri ovisi o temperaturi. Uočeno je da su smanjenje koeficijenta s povećanjem temperature za ispuštanje tekućine i, s druge strane, povećava se povećanjem temperature - za plinove. Za razliku od ove ovisnosti može se objasniti fizičke prirode interakcije molekula u kapljici tekućina i plinova.

Fizički značenje

Sa stanovišta molekularne kinetičke teorije plinova viskoznosti fenomena leži u činjenici da se kreće medij zbog nepravilnog gibanja molekula javlja poravnanje slojeva različitim brzinama. Tako, ako je prvi sloj u smjeru kretanja brže nego susjedni njega drugog sloja, pri čemu prvi sloj druga kreće brže molekula, i obrnuto.

Dakle, prvi sloj sklon da se ubrza kretanje drugog sloja, a drugi - da se usporiti kretanje prvi. Dakle, ukupan iznos kretanja prvog sloja će se smanjiti, a drugi - da se poveća. Dobivena Promjena ove količine gibanja karakteriziran koeficijentom viskoznosti u plinovima.

Kap za razliku od plinova, unutarnje trenje u većoj mjeri djelovanjem međumolekulskim silama. A, budući da razmak između molekula tekućine kapljica je mala u usporedbi s plinskim sredinama, interakcija snaga molekularne vrijeme - značajne. Molekule tekućine, kao i molekule krutina, u rasponu blizu ravnoteže bodova. Međutim, u tekućinama, te odredbe nisu na mjestu. Nakon određenog vremenskog razdoblja tekuće molekula naglo u novi položaj. U isto vrijeme, u kojem je položaj molekula u tekućini ne mijenja, vrijeme nazvao „naselili život”.

Međumolekularne sile značajno ovisi o vrsti tekućine. Ako je viskoznost tvari je mala, to se zove „sipka”, koeficijent protoka i dinamičke viskoznosti tekućine - obrnuto je proporcionalan. S druge strane, materijal visoke viskoznosti može imati mehaničku čvrstoću, kao što je, na primjer, smola. Viskozitet tvari, a značajno ovisi o sastavu onečišćenja i iznosa i temperature. S povećanjem temperature količina „sjedilački život” vrijeme se smanjuje, a time i povećanje smanjuje fluida viskoznosti i mobilnost tvari.

Fenomen viskoznosti, kao i drugih molekularnih fenomen transporta (difuzija i toplinske vodljivosti) je ireverzibilni proces koji dovodi do postizanja ravnotežnom stanju odgovara maksimalnoj entropije i slobodnog minimum energije.