Режимы течения. Вязкость. Число Рейнольдса

Из самых общих соображений при движении в различных средах сила сопротивления движению может зависеть как от формы тела (обтекаемая или нет), так и от свойств среды, например, плотности, вязкости.

Вязкостьопределяет силу внутреннего трения жидкости (газа), которая была определена Ньютоном как

,

где - изменение скорости между слоями жидкости, находящимися на расстоянии между собой, - площадь поверхности соприкасающихся слоев, - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом динамической вязкости (или просто динамической вязкостью). Размерность , как это легко вывести из приведенной выше формулы, есть . Наряду с коэффициентом динамической вязкости часто используется коэффициент кинематической вязкости

, где - плотность жидкости (газа). Размерность кинематической вязкости есть , что также легко вывести. Вязкость наряду со скоростью и размером движущегося тела определяет режим течения. Если перейти в систему координат, связанную с телом, можно считать, что тело покоится, а его обтекает поток жидкости (или газа), о режиме течения которого мы и говорим.

Режим течения может быть ламинарным или переходным или турбулентным в зависимости от числа Рейнольдса , которое определяется как

.

Здесь - характерный размер тела, - его скорость относительно потока, -

плотность жидкости (газа). При (малые скорости и размеры, большая вязкость) течение спокойное, без завихрений, траектории выделенных частиц жидкости не пересекаются и повторяют линии тока. Такой режим течения называется ламинарным. При скорости велики, вокруг тела создаются вихри, за траекторией выделенной частицы жидкости трудно проследить. Такой режим течения называется турбулентным. При или такой режим течения называется переходным.

Дата добавления: 2014-01-20