Fenomene de transport în fluidele

Viscozitate (frecare internă) - una dintre cele trei fenomene de transport, a organelor de proprietate fluabile (lichide și gaze) pentru a rezista la deplasarea unei porțiuni în raport cu alta. Vâscozitate Solide posedă o serie de caracteristici specifice și, de obicei, luate în considerare separat.

Distinge vâscozitate dinamică (primele) [unități de măsurare: poise Pa * s], a doua lichide de viscozitate, viscozitatea gazelor rarefiate de polimer și o viscozitate cinematică [unitate: Stokes, m / s, unitate nesistemic - grade Engler] .Vtoraya viscozitate (a doua vâscozitate oeffetsient) # 950;, cum ar fi dinamic (prima) vâscozitate # 951;, este o valoare pozitivă și depinde de natura chimică a substanței, presiunea și temperatura. Vascozitatea lichidelor este supusă acelorași ecuațiilor diferențiale ca fenomenele corespondente din gazele. Vâscozitatea cinematică poate fi obținută ca raportul dintre vâscozitatea dinamică a densității și substanța își are originea metodele clasice de măsurători de viscozitate, cum ar fi măsurarea unui timp de curgere volum predeterminat prin orificiul sub influența gravitației. Vâscozitatea soluțiilor de polimer, caracterizate prin următoarele cantități: vâscozitatea relativă sau atitudinea vâscoasă. frecare internă rarefiată gazovotsutstvuet și există doar un trnie extern în mișcare a gazului. Dispozitivul pentru măsurarea viscozității se numește un viscozimetru.

Chemat fluide newtoniene pentru care vâscozitate nu este dependentă de viteza tulpinii. Dacă viscozitatea scade odată cu creșterea vitezei, a numit fluid tixotropic. Pentru fluide non-newtoniene metoda de măsurare a viscozității devine primordială.

Gaze Vâscozitate (frecare internă)

Fenomenul de frecare internă (vâscozitatea) este asociată cu apariția forțelor de frecare între cele două straturi ale gazului se deplasează în paralel unul cu altul în magnitudine cu viteze diferite. Datorită frecării interne este moleculele de transfer de impuls de gaz de la un strat la altul, adică aliniate viteza gazului straturi diferite.

Conform acestei proprietăți, noi trebuie, de exemplu, că vântul sau furtuna dispar în timp. straturile adiacente Alignment de gaz de viteză, în cazul în care aceste viteze sunt diferite este din cauza stratului de gaz la o rată mai rapidă a impulsului mișcării transferat la stratul de mișcare la o viteză mai mică.

În cazul în care forțele externe se menține o diferență constantă a vitezelor pentru straturi diferite de gaz, iar fluxul de impulsuri de la un strat să fie constantă, cu acest flux va fi dirijat de-a lungul scăderii vitezei. Cu un astfel de caz noi, de exemplu, întâlnesc la un flux lent de gaz (sau lichid), între cele două plăci sau în tubul sub o diferență de presiune externă constantă este direcționată de-a lungul mișcării.

Este cunoscut faptul că, atunci când sunt distribuite viteza de curgere a gazului de-a lungul tuburilor de diferite straturi așa cum se arată în figură (b) în care săgețile reprezintă vectori viteza gazului. Cea mai mare rată este observată în mediul adiacent axei țevii; de viteză, deoarece se apropie de pereți este redusă și stratul direct adiacent pereților tubului este în repaus.

Cu acest puls are loc în timpul transferului de gaz din stratul central, în care cea mai mare viteză, a fibrelor, se deplasează cu o viteză mai mică. Deoarece acest proces este asociat cu o schimbare în impuls, gazul se comportă ca și în cazul în care a funcționat o anumită forță (forța de frecare internă).

puls de transfer Cantitativ poate fi descrisă în același mod așa cum am descris procesul de transfer de energie în conductivitatea termică. Să presupunem că schimbarea vitezei gazului are loc în direcția axei X, care, în acest caz, perpendicular pe direcția vitezei gazului în sine (vezi. Figura)

În direcția perpendiculară pe viteza axa X-prefectura este aceeași în toate punctele. Acest lucru înseamnă că rata de # 965; Este o funcție de x. Apoi, după cum arată experiența, cantitatea de mișcare L, portabil 1 sec. 1 prin secțiunea perpendiculară pe axa X, definită de ecuația.

# 957 în care d; gradientul / vitezei dx- de-a lungul axei X, ce caracterizează viteza ratei de schimbare de-a lungul acestei axe (schimbare de viteză pe unitatea de lungime). Semnul minus înseamnă că impulsul este transferat în direcția de viteză descrescătoare.

factor # 951; Coeficienții numit coeficient de vâscozitate sau de frecare internă și gaz precum conductivitatea termică și difuzie depind de proprietățile gazului. uneori, factorul # 951;, o ecuație specifică (1), denumit coeficientul de vâscozitate dinamică, în contrast cu vâscozitatea cinematică, care este raportul # 951; / # 961;, unde # 961; -rlotnost gaz. Semnificația fizică a coeficientului de viscozitate este în unitatea de timp (1 c.) Printr-o suprafață de 1 la un gradient de viteză (în direcția perpendiculară pe sol), egală cu o (1 m / s la 1cm lung). Unitatea de viscozitate în unități SI luate coeficient de viscozitate de astfel de substanță, în care gradientul de viteză egală cu unitatea (1), printr-o suprafață de 1 m cantitate tolerată de circulație de 1 kg · m / s pentru 1s. Astfel, coeficientul de vâscozitate este măsurat în unități de [kg / m · s]. În coeficientul sistemului CGS este măsurat în unități de [g / cm · s]. Această unitate se numește poise.

Când transferul de impulsuri de la un strat la o schimbare în impuls acestor straturi. Acest lucru înseamnă că, pentru fiecare dintre straturi o forță egală cu schimbarea pulsul pe unitatea de timp (a doua lege a lui Newton). După L în ecuația (1) este transferul de impuls pe unitatea de timp. În consecință, vâscozitatea conduce la faptul că orice strat de gaz se deplasează în raport cu un adiacent, experimentează o anumită forță. Puterea este nimic mai mult decât o forță de frecare între straturile de gaz care se deplasează cu viteze diferite. De aici numele de frecarea internă. Prin urmare, ecuația (1) poate fi scris în format.