Ньютона гипотеза трения

В соответствии с гипотезой, высказанной Ньютоном, напряжение трения т , пропорционально градиенту скорости по нормали к поверхности, разделяющей два слоя жидкости [c.19]

Нуссельта число 459 Ньютона гипотеза о внутреннем трении в жидкостях 437, 527 [c.620]

Согласно гипотезе И. Ньютона, высказанной им в 1686 г., а затем экспериментально и теоретически обоснованной в 1883 г. проф. Н. П. Петровым, сила внутреннего трения Т, возникающая между двумя слоями движущейся прямолинейно жидкости, прямо пропорциональна поверхности соприкасающихся слоев F, градиенту скорости du/dy, зависит от рода жидкости н температуры и не зависит от давления [c.11]

Рассмотрим строго прямолинейный и параллельноструйный поток жидкости (рис. 20.1), в котором вдоль линии тока действуют только продольные и касательные силы трения. Выделим в потоке два слоя жидкости 1 и 2 малой толщины, причем первый движется со скоростью in i, а второй — w., w > tWj)- При очень малой толщине слоев можно принять линейный закон изменения скорости. По всей площади поверхности F соприкосновения слоев возникают парные силы трения Т] и Т , причем Ti Го . Первый слой, движущийся с большей скоростью, за счет сил трения ускоряет движение второго слоя, а второй, наоборот, тормозит первый. В соответствии с гипотезой, высказанной И. Ньютоном в 1686 г. и экспериментально подтвержденной Н. П. Петровым в 1883 г., сила Т продольного внутреннего трения, возникающая при относительном скольжении отдельных прямолинейных слоев жидкости, прямо пропорциональна градиенту скорости и площади F поверхности соприкосновения слоев. Эта сила зависит от физических свойств жидкости и температуры и не зависит от давления [c.262]

Вязкостью называют свойство жидкостей оказывать сопротивление касательным силам, стремящимся сдвинуть ее частицы по отношению друг к другу. При движении жидкости происходит относительное смещение соприкасающихся слоев ее частиц, сопровождаемое трением. В результате возникает сила вязкости Т, Н, которая по гипотезе И. Ньютона, подтвержденной опытами Н. П. Петрова, определяется из выражения [c.10]

Последующие главнейшие работы в области гидравлики принадлежат Галилею (1564 — 1642 гг.), Торичелли (1608 — 1647 гг.), Паскалю (1623— — 1662 гг.) и Исааку Ньютону (1642 — 1726 гг.). Торичелли сформулировал закон истечения жидкости из отверстий. Паскалю принадлежит закон о передаче давления внутри жидкости (закон Паскаля), а Исаак Ньютон высказал гипотезу о внутреннем трении в жидкости и установил закон динамического подобия потоков, широко применяющийся в настоящее время в теории моделирования при гидравлических лабораторных исследованиях. [c.6]

Предполагается, что при движении жидкости наблюдается скольжение одного слоя жидкости по другому, в результате чего происходит процесс, аналогичный трению, поэтому силы, возникающие при скольжении, называются силами внутреннего трения. Наличие внутреннего трения в жидкости обусловливает ее свойство отзывать сопротивление касательным усилиям, которое называется вязкостью. Жидкость, в которой проявляется вязкость, называется вязкой. Всякое трение сопровождается потерей энергии, поэтому при движении вязких жидкостей неизбежно теряется часть энергии, содержащейся в потоке. Еще в 1687 г. Ньютон высказал гипотезу о том, что силы внутреннего трения, возникающие между соседними движущимися слоями жидкости, прямо пропорциональны скорости относительного движения и площади поверхности соприкосновения, вдоль которой совершается относительное движение, зависят от рода жидкости и не зависят от давления. [c.14]

Еще в 1687 г. Ньютон, рассматривая прямолинейный параллельно-струйный поток, высказал гипотезу о том, что силы внутреннего трения продольные силы внутреннего трения), возникающие между соседними движущимися слоями жидкости, прямо пропорциональны скорости относительного движения этих слоев и площади поверхности цх соприкосновения, зависят от рода жидкости и не зависят от давления. [c.96]

Основные дифференциальные уравнения сплошности (2.3), движения (2.12), (2.13) и (2.14) и энергии (2.51) выражают собой фундаментальные законы сохранения массы импульса (количества движения) и энергии. Кроме того, эти уравнения содержат подтверждаемые экспериментом гипотезы — закон вязкого трения Ньютона и закон Фурье. [c.26]

Согласно гипотезе, высказанной впервые Ньютоном в 1686 г., а затем экспериментально обоснованной проф. Н. П. Петровым в 1883 г., силы внутреннего трения между частицами жидкости, движущейся прямолинейно, пропорциональны отнесенному к единице длины изменению скорости по нормали к направлению движения и площа- [c.12]

Формула (6) выражает гипотезу Ньютона о природе трения в жидкости Сопротивление, происходящее от недостатка скользкости жидкости при прочих равных условиях, предполагается пропорциональным скорости, с которой частицы жидкости разъединяются друг с другом . Исходя из этой же формулы, можно рассматривать жидкость (с механической точки зрения) как тело, у которого касательные напряжения возникают только при движении одного слоя по отношению к другому. [c.11]

Формулы (183) впервые были получены экспериментально Пуазейлем в 1841 г., а теоретически обоснованы 20 лет спустя. Полное соответствие экспериментальных данных теории подтвердили правильность гипотезы Ньютона о природе жидкостного трения. [c.145]

В 1686 г. И. Ньютон высказал гипотезу, согласно которой сила трения Т, возникающая между двумя слоями движущейся [c.13]

Уравнения переноса массы и тепла при ламинарном и турбулентном течениях однофазных или двухфазных теплоносителей в каналах выводятся из основных законов физики сохранения массы, сохранения энергии, вязкого трения Ньютона, теплопроводности Фурье. Здесь и далее не будут затрагиваться вопросы переноса в жидкостях, законы трения в которых не подчиняются закону Ньютона (т = (Г ди ду). Уравнения неразрывности, движения и переноса тепла с учетом зависимости свойств от параметров теплоносителя образуют систему, представляющую основу для расчета полей скорости и температуры. Эта система является замкнутой для ламинарного режима течения. Для турбулентных режимов течения приходится прибегать к гипотезам или построению полуэмпирических моделей, позволяющих замкнуть систему уравнений. Для течений двухфазного потока, особенно в условиях кипения или конденсации, эмпирический подход до настоящего времени преобладает. [c.9]

Вязкость жидкостей. Вязкость — одно из наиболее важных свойств рабочей жидкости с точки зрения ее работы в гидравлических системах. Она характеризует свойство жидкости сопротивляться деформации сдвига или скольжению слоев, т. е. вязкость определяет внутреннее трение масла. Вязкость в основном определяется взаимодействием молекул и является одной из основных констант жидкости, которая легко поддается количественному измерению. Согласно гипотезе Ньютона, сила внутреннего трения, возникающая на поверхности двух бесконечно близких слоев жидкости, пропорциональна угловой скорости сдвига и поверхности трения [c.5]

Третий член правой части уравнения (295) представляет собой воздействие на частицы потока сил трения, вызываемых вязкостью. В дальнейшем, в процессе интегрирования уравнений (294)—(298), придется найти связь напряжений трения т,-/ с полем скоростей потока. Возвращаясь к формуле (286), можно ее трактовать как закон пропорциональности одной из касательных компонент тензора напряжения компоненте тензора скоростей деформаций. Обобщая закон Ньютона на случай произвольного движения жидкости или газа, будем предполагать, что тензор напряжений в движущейся жидкой или газообразной среде есть линейная функция тензора скоростей деформаций. Для большинства рабочих агентов энергетических машин эта гипотеза хорошо оправдывается на опыте и ее можно было бы назвать обобщенным законом Ньютона. Численное выражение искомой линейной связи можно легко написать, если дополнительно считать движущуюся среду изотропной, т. е. такой, у которой физические свойства не зависят от особых, заданных наперед направлений в пространстве. При этом коэффициенты линейной связи между тензором напряжений Р и тензором скоростей деформаций S должны быть скалярами и искомая связь будет иметь вид [c.167]

Вязкость — это способность жидкости сопротивляться сдвигу, т. е. свойство, обратное текучести (более вязкие жидкости являются менее текучими). Вязкость проявляется в возникновении касательных напряжений (напряжений трения). Рассмотрим слоистое течение жидкости вдоль стенки (рис. 1.3). В этом случае происходит торможение потока жидкости, обусловленное ее вязкостью. Причем скорость движения жидкости в слое тем ниже, чем ближе он расположен к стенке. Согласно гипотезе Ньютона касательное напряжение, возникающее в слое жидкости на расстоянии у от стенки, определяется зависимостью [c.10]

О сопротивлении трения, оказываемом жидкостью движущемуся в ней телу, Ньютон высказал следующую гипотезу Сопротивление, происходя- щее от недостатка скользкости жидкости, при прочих одинаковых условиях предполагается пропорциональным скорости, с которой частицы разъединяются друг от друга [c.184]

Хотя гипотеза Ньютона о вязкости жидкости была выдвинута ещё до того, как начали закладываться основы науки о движении жидкости вообще, всё же развитие этой науки не пошло по линии одновременного учёта и давления и вязкости жидкости. В течение более полутораста лет гипотеза Ньютона о вязкости жидкости оставалась без употребления, и наука о движении жидкости развивалась только по линии учёта одного давления. Такой ход развития гидродинамики следует объяснить в первую очередь тем качественным различием служебных ролей в развитии техники давления и вязкости, о котором мы говорили выше. Кроме того, с развитием техники увеличивалось количество тех областей практики, в которых давление жидкости или газа использовалось в качестве активного фактора, тогда как необходимость считаться с наличием внешнего и внутреннего трения жидкости начала только обнаруживаться в небольшом числе случаев. Наконец, такой ход развития гидродинамики следует объяснить и тем, что для учёта одного лишь давления жидкости все возможности были подготовлены уже на первых ступенях развития общей механики и высшей математики, тогда как для учёта вязкости такие возможности стали создаваться значительно позже. [c.12]

Применение колёсных повозок, блоков и других приспособлений с вращением отдельных деталей вынуждало с давних пор к использованию смазки, т. е. к замене сухого трения между двумя соприкасающимися поверхностями жидкостным трением. Заслуга выдающегося русского учёного и инженера Н. П. Петрова и заключается в том, что он впервые обратил внимание на эту технически важную проблему, привлёк к её разрешению основную гипотезу о вязкости жидкости, дал всесторонний анализ полной возможности применения этой гипотезы к течению жидкости в смазочном слое, дал строгое решение задачи для случая кругового движения частиц жидкости с учётом внешних трений и провел огромное количество целеустремлённых и научно обоснованных опытов. Основная работа Н. П. Петрова Трение в машинах и влияние на него смазывающих жидкостей была опубликована в Инженерном журнале за 1883 г., а всего по этой проблеме им было написано 19 работ. Заслуги Н. П. Петрова признаны всеми учёными и он назван отцом гидродинамической теории жидкостного трения . Однако не следует упускать из виду и большую заслугу Н. П. Петрова в том, что он впервые с по.мощью большого количества вычислений и сопоставлений с результатами опытов превратил гипотезу Ньютона о вязкости в закон о вязкости, вполне применимый к условиям течения в смазочном слое. [c.22]

Если мы поделим эту величину деформации сдвига на промежуток времени ее образования, то получим скорость деформации сдвига. С другой стороны, сила трения, отнесённая к единице площади, может рассматриваться как касательное напряжение. Следовательно, гипотеза Ньютона, представляемая равенством (4.1), может быть сформулирована следующим образом касательное напряжение в жидкости пропорционально скорости деформации сдвига. [c.33]

Ньютоном была выдвинута гипотеза, согласно которой сила внутреннего трения в жидкости Т не зависит от давления, пропорциональна площади соприкосновения слоев, относительной скорости движения слоев и зависит от рода жидкости. [c.10]

Экспериментальные средства совершенствовались, опытные данные накапливались, и вскоре Л. Навье придал гипотезе Ньютона несколько иную формулировку, после чего эта гипотеза утвердилась в теории вязкой жидкости. В формулировке Ньютона сила трения предполагается пропорциональной скорости, с которой частицы разъединяются друг от друга , т. е. относительной скорости концентрических слоев жидкости (если она протекает в трубке). Для этой величины Навье ввел количественную меру, пропорциональную градиенту скорости dvldn или производной скорости по нормали к направлению скорости. [c.185]

Напряжение трения. Рассмотрим формулу для напряжения тре ния в ламинарном потоке. В таком потоке трение возникает как результат диффузии молекул, сопровождающейся переносом количе ства движения из одного слоя в другой, что приводит к измененик> скорости течения, т. е. к появлению относительного движения частиц газа в слоях. В соответствии с гипотезой, высказанной впервые Ньютоном, напряжение трения пропорционально для данных условий величине скорости этого движения, приходящейся на единицу расстояния между слоями с относительно перемещающимися частицами. Если расстояние между слоями Ап, а относительная ско рость частиц Ли, то отношение Av/An в пределе при Ап- 0, когда слои соприкасаются, равно производной dv/dn, называемой нормальным градиентом скорости. На основе указанной гипотезы можно записать следующую формулу Ньютона для напряжения трения [c.23]

Величина сплы трения, действующей на единицу площади, т. е. напряжение трения, обозначается обычно через т. Напряжение трения в пограничном слое, согласно гипотезе Ньютона, пропорционально градиенту скоростп в направлении нормали к поверхности тела ( 4 гл. II), т. е. [c.276]

Пусть <1п — расстояние между двумя бесконечно близкими слоями и — разность скоростей этих слоев. Согласно гипотезе Ньютона касательное напряжение т, равное силе трения, приходящейся па единицу площади ([т] = = н/ж2 (кГ1м )) и возникающее между смежными слоями, пропорционально разности скоростей и и обратно пропорционально расстоянию с1п, т. е. [c.19]

Гипотеза Ньютона была по.дтверждена лишь 100 лет спустя опытами Кулона (1736— 1806), а затем точнейшими опыта.ми в 1883— 1885 гг. основоположника гидролн 1амической теории смазки Н. П. Петрова и стала, таким образом, законом внутреннего трения жидкости при ламинарном движении. [c.19]

Сформулируйте гипотезу Ньютона о силах внутреннего трени между частицами движущейся жидкости. [c.17]

В этом случае нетрудно понять механический смысл влияния вязкости. Согласно гипотезе Ньютона [см. формулу (6)], жидкость как бы прилипает к стенкам и поэтому скорость граничнойструйки, примыкающей к стенке, равна нулю. Но уже на небольшом расстоянии от стенки она значительна (см., например, эпюру скорости по сечению трубы на рис. 64, а). Это и является причиной возникновения градиента скорости и, как результат, касательного напряжения т, которое, действуя на площадь жидкостного трения, создает силу сопротивления. Для преодоления этих сил требуется определенная затрата механической энергии жидкости. Поэтому в процессе движения вязкой жидкости запас ее механической энергии уменьшается. Обращаясь к схеме рис. 67, можно утверждать, что [c.117]

Профиль скорости легко получить из выражения (14.64). Для этого достаточно принять гипотезу о постоянстве турбулентного трения по толщине пограничного слоя Тт /(у) = onst. Подчеркнем, что речь идет о турбулентном трении, которое принимается постоянным в интервале бв.п г/ бт, где бв.п — толщина вязкого подслоя. В самом вязком подслое (см. рис. 14.9 область а) в связи с его малой толщиной [бв.п= (Ю ч--т-10 3)бт, см. пример 14.2] и преобладанием молекулярной вязкости обычно принимается прямолинейный профиль скорости, что по закону вязкого трения Ньютона дает T = onst и, следовательно, тс=Тв.п, где Тв.п — трение на границе между вязким подслоем и турбулентным ядром. В силу сказанного трение постоянно в интервале O i/ бт и равно трению на стенке Тс В этом случае для произвольного значения у из области турбулентного ядра бв.п У бт справедливо соотношение [c.365]

Вследствие вязкости воздуха в нем при движении проявляются силы трения из-за сдвига одного слоя воздуха относительно другого. Согласно гипотезе Ньютона, эти силы должны быть пропорциональны числу частиц воздуха, смещаемых относительно друг друга (поверхность F), и градиенту скорости (kjdy по оси у, перпендикулярной потоку, [c.171]

Трение жидких тел имеет совершенно иную природу, чем трение твердых тел. В то время как при трении твердых тел работа расходуется на деформацию поверхностей соприкосновения и их износ, трение жидких тел характеризуется сопротивлением сдвига Р одного слоя жидкости по отношению к другому, смежному слою. Эта сила является следствием необходимости преодоления сцепления между частицами жидкости. Поэтому сила трения Р должна быть пропорциональна числу частиц, смещаемых относительно друг друга, т. е. пропорциональна площади поверхности скольжения 5 и градиенту скорости и1йу, где у — ось, перпендикулярная к направлению сдвига. Эта гипотеза, высказанная впервые Ньютоном, выражается равенством [c.335]

Рядом исследователей делались попытки описать физическую картину проявления сил внутреннего трения. По Т. Кельвину и В. Фойхту [26] на силы внутреннего трения в твердых телах можно распространить гипотезу Ньютона для жидкости, т. е. можно полагать, что сила внутреннего трения линейно связана со скоростью деформации. Несмотря на то что эта гипотеза противоречит многочисленным опытным данным, во всяком случае для сталей при обычно применяемых частотах и напряжениях, ею часто пользуются, поскольку она создает известные удобства при решении уравнений колебаний с затуханием. В действительности природа внутреннего трения более сложна. Наиболее важными причинами, вызывающими рассеяние энергии колебаний в металле, по-видимому, являются 1) местные пластические де- [c.95]

Рядом исследователей делались попытки описать физическую картину проявления сил внутреннего трения. По Кельвину [Л. 56] и Фойхту Л. 62], на силы внутреннего трения в твердых телах можно распространить гипотезу Ньютона для жидкости, т. е. можно полагать, что сила внутреннего трения линейно связана со скоростью деформации. [c.9]

Система зависимостей (5.7) является обобщением закона жидкостного трения Ньютона. Он непосредственно не проверяется экспериментально, однако, все следствия из этбй гипотезы на основе точных решений дифференциальных уравнений движения жидкости не противоречат опытным данным [c.43]

Рассказывают, будто упавшее с дерева яблоко навело Ньютона на размышления, которые привели к открытию закона всемирного тяготения. Возможно, что это и так. Но бесспорно, что при таком (или подобном) наблюдении Ньютону пришла удивительная мысль не является ли сила, удерживающая Луну на орбите, силой той же природы, что и сила, заставляющая тело падать на поверхность Земли, но лишь ослабленной за счет расстояния Сопоставляя центростремительное ускорение Луны и ускорение свободного падения тел на поверхности Земли, Ньютон немедленно пришел к выводу, что если причина падения тел на Землю и движения Луны одна и та же и состоит во взаимном притяжении тел, то сила, с которой тело притягивается к Земле, должна быть обратно пропорциональна квадрату расстояния до центра Земли. Распространив гипотезу о притяжении между телами на все тела солнечной системы, Ньютон смог объяснить, почему движение планет подчиняется трем законам Кеплера, почему этим же законам подчиняется движение спутников около планет (спутники Марса, Юпитера, Земли). На основе закона всемирного тяготения Ньютон также объяснил движение комет, образование морских приливов на Земле, возмущения в движении Луны. Далее Ньютон сделал обобщающее предположение, что взаимное притяжение тел — универсальное свойство и проявляется во всем окружающем нас мире. То, что взаимное тяготение тел не наблюдалось в обычных условиях нашей жизни (между окружающими нас телами), объясняется только тем, что сила взаимного притяжения для тел с небольшой массой очень мала и в обычных условиях перекрывается другими силами (например, трением). Однако, если создать специальные условия, устраняющие трение, можно обнаружить и силы взаимного притяжения обычных тел. Это впервые проделал Кавендиш [c.58]

Гипотеза Ньютона о сопротивлении трения долгое время вызывала споры. В течение полутора столетий гидравлики и физики на основании дроана-лизярованных опытных фактов опровергали, а затем принимали гипотезу Ньютона. В исследованиях французских ученых второй половины XVHI в. Шези, Кулона сила трения жидкости считалась пропорциональной второй степени скорости течения жидкости в трубах. [c.184]

Впервые на наличие внутреннего трения между частицами жидкости было указано Ньютоном в книге Математические начала натуральной философии . В этой книге Ньютон высказал гипотезу, согласно которой сила внутреннего трения между частицами жидкости пропорциональна относительной скорости этих частиц. Позднее эта гипотеза была представлена в виде формулы, обнаружи-.вающей в явном виде не только прямую зависимость силы внутреннего трения, отнесённой к единице площади, от относительной скорости частиц (1 1 — V = АУ), но и обратную зависимость от расстояния Дя между частицами [c.31]

В предшествующих главах изучались упорядоченные течения вязкой несжимаемой жидкости, которые получили название ламинарных течений. Общая особенность течений такого рода заключалась в том, что траектории всех частиц жидкости представляли собой плавные кривые, а поле скоростей и давлений было непрерывным как в отношении пространственных координат, так и в отношении времени. Для этих течений принималось, что внутреннее трение частиц жидкости подчиняется гипотезе Ньютона и что закономерности этих течений полностью могут быть изучены на основании полных дифференциальных уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости или приближённых уравнений, но полученных из полных с помощью отбрасывания отдельных слагаемых. [c.433]

Подъем в развитии гидравлики начался только через 17 веков после Архимеда. В XV—XVI вв. Леонардо да Винчи (1452—1519) написал работу О движении и измерении воды , которая была опубликована лишь через 400 с лишним лет после ее создания. С. Стевин (1548—1620) написал книгу Начала гидростатики , Галилео Галилей (1564—1642) в 1612 г. в трактате Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и о тех, которые в ней движутся рассмотрел основные законы плавания и гидростатический парадокс, Е. Торричелли (1608—1647) получил формулу скорости истечения невязкой жидкости из резервуаров через отверстия, Б. Паскаль (1623—1662) открыл закон о передаче давления в жидкости, прямым следствием чего явилось появление в средние века большого количества простых гидравлических машин (гидравлические прессы, домкраты и т.п.), И. Ньютон (1643—1727) в 1686 г. сформулировал гипотезу о внутреннем трении в жидкости. [c.6]

Вязкость проявляется для большинства жидкостей только при движении. Но у некоторых жидкостей, например нефтепродуктов, смазочных масел при низких температурах, коллоидных растворов, смесей некоторых грунтов с водой (пульпы) высокой концентрации и в состоянии покоя имеются силы трения. Такие жидкости называются аномальными (неньютоновыми) в отличие от жидкостей, подчиняющихся излагаемой ниже гипотезе Ньютона. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...