Вязкость жидкости

Сопротивление жидкости растягивающим усилиям

Коэффициент температурного расширения

Коэффициентом температурного расширения β _т называется число, определяющее увеличение объема жидкости V при повышении температуры t на 1⁰С при постоянном давлении и равное

Изменяется с изменением давления.

Технически чистые жидкости, содержащие взвешенные твердые частицы и мельчайшие пузырьки газов, не выдерживают даже незначительных растягивающих напряжений. Поэтому считается, что напряжения растяжения в капельных жидкостях не возможны.

Вязкость представляет собой свойство жидкости сопротивляться сдвигу (скольжению) ее слоев. Это свойство проявляется в том, что в жидкости при определенных условиях возникают касательные напряжения.

При течении вязкой жидкости вдоль твердой стенки происходит торможение потока, обусловленное вязкостью.

!

Рис.2 Распределение скоростей поперек сечения при ламинарном движении жидкости

Скорость V уменьшается по мере уменьшения расстояния от стенки до V =0 при y=0, а между слоями происходит проскальзывание, сопровождающееся возникновением касательных напряжений (напряжением трения)

Слой жидкости 1 движется со скоростью V, а слой 2 – со скоростью V+dV. Молекулы жидкости при этом участвуют в двух видах движения:

А) в упорядочном (продольном).

Б) в хаотическом (в том числе поперечном) тепловом движении.

Вязкость жидкости обусловлена переносом молекулами количества движения через элемент поверхности _{x y}, обусловленного различными скоростями этих слоев. Молекулы движутся хаотически беспорядочно, при этом они переходят из одного слоя, замедляя его, в другой ускоряя его.

Согласно гипотезе, высказанной впервые Ньютоном1686г., а затем экспериментально обоснованной проф. Петровым в 1883г., касательные напряжения в жидкости зависят от вида жидкости и от характера течения. При слоистом течении изменяются прямо пропорционально поперечному градиенту давления

Разные жидкости обладают различной способностью сопротивления усилиям сдвига. Это различие оценивается динамическим коэффициентом вязкости . Вязкость в жидкостях вызывается силами молекулярного сцепления.

Наряду с динамической вязкостью применяют кинематическую вязкость. Кинематический коэффициент вязкости равен

Следует подчеркнуть, что величина касательных напряжений зависит не от абсолютной скорости движения жидкости, а от градиента скорости dV/dy

Из закона трения следует, что напряжение трения возможны только в движущейся жидкости. В покоящейся жидкости касательные напряжения τравны нулю. Такие жидкости называются ньютоновскими.

Кроме ньютоновских существуют так называемые аномальные или неньютоновские жидкости (суспензии, коллоиды и др.), в которых касательные напряжения возможны также при покое. Это проявляется в том, что при трогании с места необходимо преодолеть начальное сопротивление, называемое трением покоя. Наука, изучающая законы движения неньютоновских жидкостей, называется реологией

Дата добавления: 2014-12-07