Вязкость


Вязкостью называют способность жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) ее слоев (Рис. 1.2).

По гипотезе, высказанной впервые Ньютоном, а затем экспериментально обоснованной Петровым, касательные напряжения и сила трения, возникающие между слоями изменяется пропорционально поперечному градиенту скорости

, (1.12)

– коэффициент пропорциональности, коэффициент динамической вязкости жидкости;

– градиент скорости, характеризующий изменение скорости, приходящееся на единицу длины в направлении нормали к стенке.

Таким образом, из уравнения (1.12) следует, что касательные напряжения возможны только в движущейся жидкости, следовательно, вязкость жидкости проявляется только при ее течении, а покоящаяся жидкость ведет себя как идеальная.

Полная касательная сила (сила трения) может быть определена по формуле предложенной Петровым

, (1.13)

где F – площадь соприкосновения трущихся слоев, м2.

Для установления физического смысла коэффициента динамической вязкости и его размерности необходимо решить уравнение (1.13) относительно m

. (1.14)

Анализируя эту зависимость можно сделать вывод, что коэффициент динамической вязкости есть сила трения, возникающая между слоями при единичных значениях площади и градиента скорости. Размерность вязкости m (Па×с). В системе СГС за единицу вязкости принят пуаз – 1П = 1 дин×с/см2.

Так как 1 дин = 10-5Н = 1,02×10-6 кгс, а 1 м2 = 104 см2, то 1П = 0,1 Па×с = 0,0102 кгс×с/м2.

Величину обратную динамической вязкости называют текучестью.

Помимо динамической вязкости в гидравлике применяют понятие кинематическая вязкость

. (1.15)

В системе СИ кинематическая вязкость измеряется в [м2/с], в системе СГС единицей измерения кинематической вязкости является стокс – 1Ст = 1 см2/с.

Сотая доля стокса называется сантистоксом (сСт).

Вязкость капельных жидкостей уменьшается с увеличением температуры. Вязкость газообразных жидкостей, наоборот, с увеличением температуры возрастает. Объясняется это различием природы вязкости в жидкостях и газах.

Вязкость жидкостей зависит также от давления, однако, эта зависимость проявляется лишь при относительно больших изменениях давления. Для большинства капельных жидкостей вязкость возрастает с увеличением давления.


Скачать видео "Вязкость" в формате mp4