Вязкость

Инертность

Характеристика физических свойств газа

Инертность – это физическое свойство газа оказывать сопротивление изменению состо-яния относительного покоя или равномерного прямолинейного движения (согласно 1-го зако-на Ньютона).

Мерой инертности газа служит его массовая плотность. Чем выше плотность газа, тем больше усилие необходимо приложить к его массе, чтобы вывести частицы газа из равновес-ного состояния.

Вязкость – это физическое свойство газа оказывать сопротивление относительному сдвигу его слоев. Физической сущностью вязкости являются силы внутреннего трения. С уве-личением температуры газа его вязкость увеличивается, вследствие увеличения хаотического движения частичек газа и перемешивания слоев газа по толщине (высоте) среды.

При наличии вязкости скорости перемещения соседних слоев газа относительно друг друга неодинакова.

Рассмотрим действие внешних сил на плоскую пластину, площадью S_AB (Рис 1.3.2)_.

Со стороны верхних слоев на пластину АВ действует нормальная сила давления Р.

P = p·S_AB, кГс, Н.

Между слоями газа возникает сила трения, которая направленна по касательной к повер-хности АВ на площади S_AB.

T = τ · S_AB, кГс, Н.

Касательным напряжением вещества называется физический параметр, который показывает отношение силы трения Т к площади поверхности S_AB по касательной к ней.

τ= , , Па

Рис. 1.3.1 Схема изменения вектора продольной скорости потока по толщине пограничого слоя

– градиент скорости по толщине слоя;

Vx_{i =} Vx_i-1+dVx_i

Рис. 1.3.2 Схема воздействия на элемен-тарную площодь нормального давления и касательного напряжения

Слой, в котором наблюдаются измене-ния скорости течения по мере удаления от обтекаемой поверхности твердого тела до скорости невозмущенного пото-ка называется пограничным слоем.

Вследствие наличия касательной силы Т вдоль поверхности S_AB скорости течения по толщине слоя изменяются, таким образом имеет место градиент скорости течения газа по толщине слоя .

Согласно гипотезы Ньютона при слоистом движении потока касательное напряже-ние трения определяется по формуле:

τ = μ

где μ – динамический коэффициент вязкости,

Часто в аэродинамике используют кинематический коэффициент вязкости

ν = ,

Характеристикой степени проявления сил инерции по отношению к силам вязкости является число Рейнольдса – Re.

Re

Где

L – характерный линейный размер обтекаемого тела (l, d, b и т.д.)

С Re снижается влияние вязкости среды при обтекании. При ν = 0 Re = ∞ жид-кость считается идеальной, не имеющей вязкости.

Дата добавления: 2013-12-12