Явление внутреннего трения (вязкость) в потоках.

Явление внутреннего трения (вязкость) в потоках.

Явление внутреннего трения (вязкость) в потоках. Чтобы понять суть явления внутреннего трения, необходимо представить себе поток, состоящий из большого количества очень тонких слоев, движущихся в направлении оси X (рисунок UN-2). Верхний слой движется немного быстрее, чем нижний. Предположим, что толщина каждого слоя равна yga, а скорость каждого слоя больше скорости нижнего слоя на mt. So, градиент скорости будет равен yt1yr, а скорость будет изменяться линейно вдоль оси 2 (перпендикулярно направлению движения (к оси X)). * • / иммуноглобулин ＆ Рисунок № ООН-2.Схема внутреннего трения потока. Сила, действующая в направлении оси X, увеличивает скорость Вызывает движение верхнего слоя и ускорение движения нижнего слоя. Нижний слой замедляет движение верхнего слоя. Сила взаимодействия 2 слоев пропорциональна их площади контакта.

Описанное явление возникает за счет силы внутреннего трения (вязкости) между слоями потока. Людмила Фирмаль

• Величина этих сил Согласно уравнению Ньютона.： п =(до-13） Таким образом, сила внутреннего трения P пропорциональна площади контакта P слоев, движущихся навстречу друг другу, градиенту скорости ntCr и коэффициенту P. этот коэффициент называют»коэффициентом внутреннего трения»,»коэффициентом кинематической вязкости», или в большинстве случаев просто»кинематической вязкостью»*. Знак минус формулы (VII-13) указывает на то, что вектор внутреннего трения и скорости имеют противоположные направления.

Основываясь на кинетической теории газов, Максвелл [5]предложил следующее описание механизма внутреннего трения газов. Двигаясь со скоростью m в направлении оси X, молекулы в рассматриваемом слое, наряду с порядковым движением, совершают хаотические движения во всех направлениях, а следовательно, и в направлении оси 2, перпендикулярном оси X. От верхнего слоя к слою, который движется не быстрее, чем под ним, считается.

• Эти молекулы, сталкиваясь с движущимися молекулами нижних слоев, придают им импульс. В направлении оси Х составляющая скорости молекулы, идущей от верхней, уменьшается, а от нижней increases. As в результате этого явления верхние слои подавляются, а более медленные ускоряются. кгс * м2 = 98,1 ЗАПРЕТНЫЕ ЗОНЫ. * Вязкость измерения системы СГС г » см сек2 * * см г см2 * см Секунды см * секунды Эта единица называется уравновешенность (сокращенно LZ).на практике вязкость обычно выражается в меньших единицах сантипуаз (sr) или миллипуаз (mb) и microbase (microbase). 1 Pz = 102 SPZ = 103 mpz-10E MKPZ блоки системы ICSS также могут быть использованы.

В СИ размерность вязкости: G n ■ sec 1 _ G kg 1 I m2] / _ m * sec] соотношение между единицами вязкости： н * с м2 I = = 10 л. с.; 1 ls = 0,1 м2. Следует отметить, что молекулы более медленного движения нижних слоев также проникают в верхние слои, и при столкновениях с верхними происходит увеличение импульса медленно движущихся молекул и подавление более быстрых молекул верхних слоев. layers. As в результате часть энергии упорядоченного потока вдоль оси Х преобразуется в тепловую энергию хаотического движения молекул. Математическое обобщение этого явления было предложено Стефаном [6].

Из Формулы (УП-13) видно, что коэффициент динамической вязкости Р численно равен силе, действующей на единицы контактных поверхностей слоев, движущихся друг от друга на расстоянии, равном единице длины, Если скорости одного слоя отличаются по сравнению с другим. Людмила Фирмаль

• Так как отношение силы, действующей касательно на поверхность контакта, к величине этой грани равно напряжению сдвига, то коэффициент кинематической вязкости равен напряжению сдвига и может быть определен как 1 с градиентом скорости. И затем С. С. (UI-14） Где P-плотность, Р \ СМГ. Упрощенные уравнения для расчета вязкости газа ： И затем РШ. / 3. (ООН-15） Вместе с коэффициентом кинематической вязкости p используется коэффициент кинематической вязкости V (также называемый кинематической вязкостью*). Более точный расчет Чепмена [7]привел к формуле. С = 0.499 РШГ(до 16） Если учесть, что плотность газа p прямо пропорциональна числу молекул в единице объема, то: п = пт (ИП-17） Где t-масса молекулы.

Согласно уравнению(VI1-8), средний свободный путь пути I*обратно пропорционален числу N молекул. * Единицей кинематической вязкости системы СГС является запас (s * * st). см. * 9-месячный \ святой= * \ В СИ размеры единиц кинематической вязкости составляют: / Это аргон; 2-неон. Для n значения p по выражению (VII-17) и I по выражению (UP-15) по выражению (UP-8) значение n уменьшается. Получается, что 3-й фактор уравнения (УП-15) средняя скорость молекулы ω не зависит от величины n (см. уравнение (УП-7)), а динамический коэффициент вязкости газа при постоянной температуре не зависит от числа молекул.

Смотрите также:

Решение задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Зависимость поверхностного натяжения жидкости от различных физико-химических параметров.
2. Некоторые основные понятия кинетической теории газов.
3. Теоретический расчет вязкости газов с учетом сил взаимодействия молекул.
4. Экспериментальные значения вязкости газов.