Dinamičke viskoznosti fluida. Koja je njegova fizička i mehanička značenje?

Tečnost se definira kao fizičko tijelo, sposobnost da promijeni oblik u proizvoljno mali uticaj na nju. Obično postoje dvije glavne vrste tečnosti i gasova kap po kap. Drip tečnost - tečnost u uobičajenom smislu: voda, kerozin, ulja i tako dalje. Plinovitih fluida - plinovi koji pod su normalnim uslovima, na primjer, plinovitih tvari kao što su klima, azot, propan, kisika.

Ovi spojevi se razlikuju u molekularnoj strukturi i vrsti interakcije molekula međusobno. Međutim, sa stanovišta mehanike, oni su kontinuirano medija. I zbog toga, jer su identifikovali neke zajedničke mehaničke karakteristike: gustine i specifične težine; i osnovne fizičke osobine: sabijanje, termalne ekspanzije, zatezna čvrstoća, čvrstoća površinskog napona i viskoznost.

Pod viskoznost razumiju imovine tekućine supstance se odupre klizna ili prebaciti svoje slojeve međusobno. Suština koncepta je pojava sile trenja između različitih slojeva unutar tekućine tokom njihovog relativnog kretanja. Razliku između koncepta "dinamičke viskoznosti fluida" i svoju "kinetička viskoznost". Zatim, uzeti bliži pogled, u čemu je razlika između ovih pojmova.

Osnovni pojmovi i dimenzija

Viskozna sila F, koja proizlazi iz kreće u odnosu jedni drugima susjednih slojeva generalizovane tečnosti je direktno proporcionalan brzini slojeva i njihove kontakt područje S. Ova sila deluje u pravcu okomito na kretanje, a izražena u Newton jednadžba je analitički

F = uS (ΔV) / (Δn),

gdje (ΔV) / (Δn) = GV - brzina gradijent u pravcu normalnom na segmente koji se kreće.

Koeficijent proporcionalnosti μ - je dinamička viskoznost, ili jednostavno viskoznost generalizovani tekućine. Od Njutnov jednadžbe je

μ = F / (S ∙ GV).

U fizičkom mjerenje sistemska jedinica viskoznosti definiše kao viskoznost medija, u kojoj je jedinici brzinom gradijent GV = 1 cm / sec po kvadratnom centimetru sloja trenja sila deluje u 1 dyne. U skladu s tim, dimenzija jedinice u ovom sistemu je izražena u Dynes ∙ e ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ e ^ (- 1).

Ova mjera se zove dinamičke viskoznosti staloženost (P).

1 P = 0,1 Pas ∙ c = 0.0102 kgf ∙ s ∙ m ^ (- 2).

Primijeniti i manjih jedinica, i to: P 1 = 100 centipoises (CPS) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). U tehničkom sistemu za jedinicu vrijednosti viskoznosti uzimajući kgf ∙ s ∙ m ^ (- 2).

U međunarodnom sistemu jedinica viskoznosti definiše kao viskoznost medija, u kojoj je jedinici brzinom gradijent GV = 1 m / s do 1 m po kvadratnom metru tekućine sloj glume sila trenja od 1 N (Newton). Vrijednosti dimenzija μ u SI je izražena u kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ s (- 1).

Dalje karakteristike kao što je dinamička viskoznost tečnost predstavio koncept kao odnos kinematičke koeficijenta viskoznosti μ na fluid gustoće. Vrijednost kinematičke viskoznosti mjeren u Stokes (1st Class = 1 cm ^ (2) / c).

Koeficijent viskoznosti je brojčano jednak broju saobraćajnih odvija u plin koji se kreće po jedinici vremena u smjeru okomito na pokret, po jedinici površine kada je brzina kretanja razlikuje po jedinici brzine u slojeve gas odvojen po jedinici dužine. koeficijent viskoznosti ovisi o vrsti i stanju materijala (temperatura i tlak).

Dinamička viskoznost i kinematička viskoznost tečnosti i gasova, u velikoj mjeri ovisi o temperaturi. Uočeno je da su i smanjenje koeficijenta sa porastom temperature za ispuštanje tečnih i obrnuto, raste sa porastom temperature - za gasove. Za razliku od ove zavisnosti može se objasniti fizičke prirode interakcije molekula u kapi tečnosti i gasova.

Fizički značenje

Sa stanovišta molekularne kinetičke teorije plinova viskoznosti fenomena leži u činjenici da se kreće medij zbog slučajnog kretanja molekula nastaje slojeva usklađivanje različitim brzinama. Stoga, ako se prvi sloj u smjeru kreće brže od susjednih nju drugi sloj, prvi sloj drugog kreće brže molekula, i obrnuto.

Prema tome, prvi sloj ima tendenciju da se ubrza kretanje drugog sloja, a drugi - da uspori kretanje prvi. Tako je ukupan iznos kretanja prvog sloja će se smanjiti, a drugi - da se poveća. Rezultirajući promjene u ovoj količini kretanja karakterizira koeficijent viskoznosti gasovima.

Kapljica za razliku od plinova, interni trenja u većoj mjeri djelovanjem intermolekularnih snaga. I, budući da je udaljenost između molekula tekućine kapljica je mala u odnosu na gasovita okruženjima, molekularne interakcije snage dok - značajna. Molekula tečnosti, kao i molekula materije, u rasponu blizini ravnoteže poena. Međutim, u tečnosti, ove odredbe nisu miruje. Nakon određenog vremenskog perioda tekućine molekula naglo u novi položaj. U isto vrijeme, u kojem je položaj molekula u tečnom ne mijenja, vrijeme je nazvao "smiren život".

Međumolekularne snage značajno ovise o vrsti tekućine. Ako je viskoznost supstance je mala, to se zove "tečni", kao koeficijent protoka i dinamička viskoznost fluida - je obrnuto proporcionalna. S druge strane, materijal s visoke viskoznosti može imati mehaničke čvrstoće, kao, na primjer, smole. Viskoznost supstance uz značajno ovisi o sastavu nečistoća i njihove iznose i temperaturu. Sa porastom temperature količina "sedelačkog života" vrijeme se smanjuje, čime se povećava viskoznost smanjuje i mobilnost supstance.

Fenomen viskoznosti, kao i druge molekularne fenomena (difuzija i toplinske provodljivosti) je nepovratan proces koji vodi do postizanja ravnoteže stanje odgovara maksimalnom entropije i slobodne energije minimum.