Вязкость жидкости и законы внутреннего трения

ВЯЗКОСТЬ жидкости и ЗАКОНЫ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ [c.101]

Основываясь на законах внутреннего трения жидкостей, можно показать, что профиль скоростей представляет собой отрезок параболы, ось которой совпадает с осью капилляра. Учитывая такую форму профиля скоростей и закон внутреннего трения (7), мояшо получить формулу, выражающую объем жидкости, протекающей через сечение капилляра в единицу времени, т. е. так называемый расход жидкости Q, связав его с радиусом капилляра г, длиной капилляра I, разностью давления на концах его р и вязкостью жидкости ц [c.39]

Жидкости, у которых коэффициент динамической вязкости не зависит от скорости, а изменяется под влиянием давления и температуры, называют ньютоновскими или нормальными жидкостями. Кроме них существуют аномальные (неньютоновские) жидкости нефтепродукты, смазочные масла, коллоидные растворы, для которых закон внутреннего трения выражается в виде [c.10]

Для правильной оценки гидравлических сопротивлений, возникающих при движении жидкости, необходимо прежде всего установить законы внутреннего трения жидкости и составить ясное представление о механизме самого движения. Выше уже было установлено, что основная причина внутреннего трения — свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление касательным усилиям. Это свойство, называемое вязкостью, не может быть обнаружено при покое жидкости, так как оно проявляется только при ее движе- [c.101]

Основные законы гидравлики выведены для так называемой идеальной жидкости, под которой понимают несжимаемую жидкость, не обладающую внутренним трением — вязкостью. Вязкость реальных газов и реальных жидкостей зависит от температуры. Увеличение вязкости газов с повышением температуры объясняется возрастанием скорости движения молекул и усилением их тормозящего воздействия при переходе из слоя в слой. [c.40]

Величину возникающих в вязкой жидкости касательных напряжений можно оценить с помощью установленного Ньютоном в 1687 г. закона внутреннего трения. Существо этого закона состоит в том, что напряжение силы внутреннего трения в жидкости зависит только от вязкости жидкости и относительной скорости скольжения одного ее слоя по отношению к другому. Выразим этот закон аналитически. Рассмотрим для этого какую-нибудь точку М, находящуюся на нормали Оп (см. фиг. 2.2). Обозначим скорость в этой точке через и. [c.27]

Вязкость жидкости и газа. Вязкостью (внутренним трением) жидкости или газа называют их свойство оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. При этом возникает тангенциальная (касательная) сила Р, вызывающая относительный сдвиг слоев жидкости или газа и определяемая из закона вязкого течения Ньютона [c.228]

Р можно представить в виде суммы двух величин —р1+2 лЕ, где р—-давление, i — вязкость жидкости, 1 — единичный тензор, В — тензор скоростей деформаций. Первая величина — тензор напряжений для идеальной (лишенной внутреннего трения) жидкости и вторая величина В — тензор скоростей деформаций, связанный с наличием не только нормальных, но и касательных напряжений. Напомним, что жидкость называется идеальной, если закон изотропности давления вьшолняется и для движущейся жидкости. При наличии внутреннего,трения закон изотропности давления в движущейся жидкости нарушается. [c.64]

Величины X, с, а и р уже рассматривались в предыдущих параграфах. В исследованиях конвективного теплообмена большое значение имеет также вязкость. Все реальные жидкости обладают вязкостью между частицами или слоями, движущимися с различными скоростями, всегда возникает сила внутреннего трения (касательное усилие), ускоряющая движение более медленного слоя и тормозящая движение более быстрого. Величина силы трения 5 между слоями, отнесенная к единице поверхности, согласно закону [c.403]

Исаак Ньютон (1643—1727) — великий английский физик и математик. В области механики жидкости сформулировал закон вязкости или внутреннего трения, открыл явление сжатия струи при истечении через отверстие, исследовал относительное равновесие жидкости, приливно-отливные явления. [c.15]

Изучение законов движения жидкостей и решение гидродинамических задач с учетом внутреннего трения представляет собой сложную задачу. Для упрощения вводится понятие об идеальной (невязкой) жидкости. Идеальной называется воображаемая модель реальной жидкости, которая характеризуется абсолютной неизменяемостью объема и полным отсутствием вязкости. [c.5]

Если в потоке выделить некоторый элементарный объем, то на его поверхности будут действовать касательные и нормальные силы. Касательные силы возникают вследствие внутреннего трения или вязкости. Как известно, Ньютон сформулировал закон, согласно которому касательное напряжение трения между двумя слоями прямолинейно движущейся вязкой жидкости пропорционально отнесенному к единице длины изменению скорости по нормали к направлению движения [c.13]

Как указывалось выще, последнее слагаемое в правой части уравнения (12.25) связано с полем скорости. Связь эта подчиняется закону вязкости Ньютона, согласно которому сила внутреннего трения между частицами жидкости пропорциональна относительной скорости этих частиц и обратно пропорциональна расстоянию между их центрами [c.274]

ЖИДКОСТЬ [—вещества в конденсированном агрегатном состоянии, промежуточном между твердым и газообразным идеальная — жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение квантовая — жидкость, свойства которой определяются квантовыми эффектами, в частности сверхтекучестью неньютоновская— жидкость, вязкость которой не является постоянной величиной ньютоновская — жидкость, подчиняющаяся при своем течении закону пропорциональности касательных напряжений и скорости сдвига (перегретая — метастабильное состояние жидкости, нагретой до температуры выше температуры ее равновесного фазового перехода в газообразное переохлажденная — метастабильное состояние жидкости, охлажденной до температуры ниже температуры ее равновесного фазового перехода в твердое) состояние при данном давлении] [c.230]

Экспериментальная проверка этого утверждения, представленная на рис, 8 внизу, показывает, что расчетное (зависимость 1, в соответствии с 14,12) и опытное (зависимость 2) изменения давления по длине канала на участке 1-3 мало отличаются, а на участке 3-5 расхождения между зависимостями 1 и 2 становятся значительнее, При замедлении потока могут иметь место качественные различия зависимость 3 на рис, 8 показывает постоянное значение давления по длине канала при монотонно возрастающей функции в соответствии с законом (14,12). Описанные эксперименты мог т быть объяснены тем, что в реальных жидкостях действуют касательные силы внутреннего трения, или вязкостью. Величина силы вязкости в простейшем случае ламинарного плавно изменяющегося течения определяется экспериментальной зависимостью, установленной Ньютоном [c.103]

Этот реологический закон утверждает существование простой пропорциональности между касательными напряжениями, действующими в плоскостях соприкасания слоев жидкости и производными от скорости по направлениям, нормальным к этим плоскостям. Формула (2) определяет внутреннее трение или, как говорят, вязкость жидкости по Ньютону. Коэффициент р, который может зависеть только от температуры жидкости, но не от давления (об этом подробнее будет сказано далее на самом деле в реальных жидкостях при очень больших давлениях р зависит также и от давления), носит наименование динамического коэффициента вязкости (в практике употребляют более короткий термин коэффициент вязкости), в отличие от кинематического коэффициента вязкости V, равного отношению [c.352]

Силы вязкости, или силы внутреннего трения, возникают при относительном движении слоев жидкости (газа). Они приложены к слоям жидкости и действуют по касательной к ним. Два слоя, движущихся друг относительно друга, взаимодействуют вдоль поверхности раздела с равными по модулю и противоположными по направлению силами внутреннего трения. Физические причины появления таких сил различны для жидкостей и газов. В жидкостях эти силы обусловлены главным образом сцеплением между молекулами, принадлежащими разным слоям. В газах сцепление между молекулами мало, а их подвижность, наоборот, велика. Поэтому образование сил внутреннего трения в газах происходит в основном за счет обмена молекулами между движущимися слоями. Одиако опыт показывает, что в жидкостях и газах силы внутреннего трения подчиняются одному и тому же закону. Поясним его на примере течения, при котором плоские слои движутся параллельно друг другу с разными скоростями. [c.286]

Вязкость жидкости (внутреннее трение) — важнейшее свойство, проявляющееся при относительном движении ее частиц. Различают объемную Цу и сдвиговую (тангенциальную) ц вязкости. Объемная вязкость проявляется при сжатии жидкости, вызывая сдвиг фаз между объемной деформацией и давлением, рассеяние энергии при упругих колебаниях она изучена недостаточно и обычно при технических расчетах не учитывается. Сдвиговая вязкость ц (в дальнейшем просто вязкость) обусловлена силами внутреннего трения между взаимно перемещающимися частицами жидкости. Возникающие при этом касательные напряжения т, Па, определяются законом Ньютона — Петрова [c.26]

Прямая труба постоянного поперечного сечения является составной частью всех звукопроводов, применяемых на практике, и потому рассмотрение законов распространения звука в такой системе очень важно для решения всех вопросов акустики, связанных с экспериментом. Будем предполагать, что боковые стенки трубы абсолютно твердые и совершенно не проводят тепла. Допущение наличия упругости и теплопроводности стенки приводит к значительному усложнению решения задачи. Эти факторы дают добавочное затухание звука вследствие отдачи энергии колебаний стенке и приводят к искажению плоского фронта волны. Внутреннее трение в газе (или жидкости), заполняющем трубу, будем учитывать в упрощен-. ной трактовке, считая, что скорость движения частиц одинакова по всему сечению (т. е. считая волну плоской), и принимая силу трения пропорциональной этой скорости. Фактически при малой вязкости скорость почти постоянна по всему сечению и быстро падает лишь в узком пограничном слое у стенки. Кроме того, будем считать, что диаметр трубы значительно меньше длины волны. При этом условии неоднородность скорости по сечению трубы, даже если она возникла, быстро выравнивается и волна становится плоской (см. гл. 6). [c.77]

Внутреннее трение и теплопроводность в жидкостях и газах. Законы Ньютона и Фурье. Влияние температуры на коэффициенты вязкости и теплопроводности. Число а [c.467]

Основное отличие реальных жидкостей и газов от идеальных заключается в наличии внутреннего трения (вязкости) и теплопроводности. Эти явления обусловлены молекулярной структурой жидкости и газа основные закономерности, связывающие напряжение трения и количество переносимого тепла с распределением скоростей и температур, могут быть строго выведены из кинетической теории совершенной жидкости или газа. С макроскопической точки зрения эти закономерности должны быть заданы наперед как некоторые дополнительные физические законы. [c.467]

Величина называется коэффициентом внутреннего трения жидкости, или коэффициентом вязкости, или, наконец, просто вязкостью . На существование соотношения (1) первое указание имеется у Ньютона, и поэтому оно часто называется законом трения Ньютона. [c.143]

Динамическая вязкость, или коэффициент внутреннего трения жидкости, представляет собой величину, входящую в целый ряд законов гидродинамики. Так, количество (объем) жидкости с динамической вязкостью -ц, протекающее за время т под действием давления р сквозь капилляр длиной I и радиусом г, по закону Пуазейля равно [c.123]

Вообще, коэффициент трения зависит, кроме всего прочего, от кинематической вязкости газа. Но во многих случаях можно без больших погрешностей пренебречь влиянием вязкости на процесс движения и рассматривать процессы так, как будто движущийся газ или жидкость совсем не имеют внутреннего трения. При таком допущении значительно расширяется возможность изучения законов движения. [c.60]

Хотя слон смазки очень тонок и чаи е всего измеряется по своей толщине лишь тысячными долями миллиметра (микронами), однако слой этот может быть представлен состоящим из бесконечно большого числа диференциально тонких слоев, которые увлекают последовательно друг друга в движение, причем преодолевается внутреннее сцепление между частицами жидкости, или вязкость. На этом основании Н. Петров дал гидродинамическую теорию трения хорошо смазанных тел (1883) и закон трения в таком виде [c.374]

Пусть имеется гладкая плоская поверхность, на которую налит слой какой-либо жидкости, например масла. На слой масла сверху положим тонкую пластину площадью Р и приведем ее в движение с некоторой скоростью Аш. Для этого к пластине необходимо приложить силу Т. Жидкость прилипает к верхней и нижней поверхностям и оказывает сопротивление их взаимному перемещению внутри слоя жидкости возникает трение, обусловленное вязкостью. Так как толщина слоя Лг мала, то можно считать, что скорость меняется в слое по закону прямой линии. Опыт показывает, что усилие, приложенное к верхней пластине и отнесенное к единице ее поверхности (напряжение внутреннего трения т), пропорционально скорости движения пластины Аш и обратно пропорционально расстоянию между пластинами Аг [c.218]

Коэффициент пропорциональности ц в выражении (12-6), которое носит название закона трения Ньютона, является индивидуальным свойством данной жидкости и называется динамическим коэффициентом вязкости. Этот коэффициент численно равен напряжению внутреннего трения в жидкости т, если отношение — градиент скорости — ра- [c.219]

Вязкость газа (внутреннее трение молекул при ламинарном течении) связана с сопротивлением относительному смещению слоев газа (жидкости), которое обусловлено переносом молекулами от слоя к слою количества их движения. Это явление наблюдается, например, при плоскопараллельном относительном смещении гладких твердых тел, удаленных друг от друга на некоторое расстояние в среде газа (жидкости). В этом случае закон И. Ньютона (1687 г.) гласит сила внутреннего трения Др, возникающая в газе, прямо пропорциональна коэффициенту внутреннего трения или динамической вязкости Т р и градиенту скоро- [c.82]

Физический смысл уравнений движения состоит в том, что произведение массы на ускорение [p(dwldt) равно сумме всех сил, действующих на элемент объема, выделенный в жидкости [сил давления gradp, подъемной силы Р РДТ равной разности архимедовой силы выталкивания и силы тяжести, и сил внутреннего трения (pV vv), вызванных вязкостью жидкости]. Можно также сказать, что эти уравнения выражают закон сохранения импульса. [c.95]

Если бы при некоторой определенной скорости скольжения происходил переход от внешнего трения к внутреннему, то коэффициент трения после установления режима жидкостного трения делался бы зависимым только от вязкости жидкости и скорости скольжения. Изменения же природы или характера смазочной жидкости, не сопровождающиеся изменением ее вязкости, не могли бы влиять на коэффициент трения. В противоположность этому, при режиме внешнего трения законы жидкостной смазки, заложенные Н. П. Петровым и другими учеными, были бы полностью неприложимы, коэффициент трения определялся бы в первую очередь такими свойствами смазочного вещества, как способность образовывать на твердых поверхностях адсорбционные слои, а также форма и расположение молекул в этих слоях. Однако в результате деятельности инженеров, стремившихся обеспечить хорошую смазку деталей механизмов, и исследователей, испытывавших действия различных смазочных веществ с целью V подбора наилучших, накопилось много фактов, показы-,) Мвающих, что дело обстоит сложнее, чем это было изобра- <жено выше. [c.188]

Особое развитие гидравлика как наука получила в XV—XVII вв. Леонардо да Винчи (1452—1519 гг.) написал труд О движении и измерении воды . В 1612 г. Г. Галилей теоретически подтвердил закон Архимеда. В 1643 г. Э. Торричелли установил закон истечения жидкости из отверстия. В 1650 г. Б. Паскаль сформулировал закон о передаче жидкостью давления. В 1687 г. И. Ньютон предложил гипотезу о законе внутреннего трения в движущейся жидкости и дал понятие о вязкости жидкости. [c.4]

Вязкостью называют свойство жидкости, вызывающее при ее движении силы внутреннего трения, оказывающие сопротивление относительному перемещению струй и частиц жидкости, движущихся с различными скоростями. Согласно закону Ньютона, сила трения (или напряжение внутреннего трения) между любыми соседними слоями вещества выражается уравнением a=n(dw/dn) п/м , где ц — коэффициент динамической вязкости. н-сек1м dw/dn — представляет собой градиент скорости, характеризующий интенсивность изменения скорости в направлении, перпендикулярном движению. [c.153]

Смазочные материалы. При проектировании механизмов и приборов весьма большое внимание уделяется выбору смазочных материалов. Пригодность масел для применения их в качестве смазочных материалов определяется по их вязкости и маслянистости. Под вязкостью или внутренним трением смазки понимают свойство одного слоя жидкости сопротивляться сдвигу по отнсшению к другому. Оценка вязкости производится в абсолютных и относительных (условных) единицах. Критерий абсолютной или динамической вязкости определяется по закону Ньютона и выражается зависимостью [c.216]

Все реальные жидкости обладают вязкостью между частицами или слоями, движущимися с различными скоростями, всегда возникает сила внутреннего трения, противодействующая движению. Согласно закону Ньютона эта касательная сила s, Па (отнесенная к единице поверхности), которая дёйствует в любой точке потока в плоскости, ориентированной ио течению, пропорциональна изменению скорости в направлении нормали к этой плоскости [c.127]

Но при помощи термодинамических функций и. 3, Р описываются процессы превращения энергии ири изменении состояния тела, например при фазовых переходах, при распространении и передаче тепла как от внешних источников, так и под действием сил внутреннего трения, ири увеличении или уменьшении поверх-иости тела и т. д. Поэтому закон соответственных состояний может быть распространен и на различные процессы превращения энергии, ироисходящие в теле, в частности на процессы распространения тепла, фазовые превращения и т. и. Из этого следует, что теплоемкости и Ср, теплота испарения жидкости Гм, коэффициенты поверхностного натяжения ст, вязкости р, и теплопроводности А- в жидком и газообразном состояниях должны для термодинамически подобных веществ определяться следующими общими зависимостями [c.20]

Вязкость шлака. Вязкость жидкого шлака характеризует его текучесть и является важнейшей физической характеристикой, определяюш,ей процесс жидкого шла-коудаления. Понятие вязкости определяет внутреннее трение в жидкости. Согласно закону Ньютона сила внутреннего трения, развивающаяся в жидкости, [c.11]

Тангенциальная вязкость, которая в дальнейшем будет именоваться просто вязкостью, обусловлена силами внутреннего трения между взаимно перемещающ,имися слоями жидкости. Согласно современным представлениям, на основе которых в работе [17] создана молекулярно-кинетическая теория вязкости, молекулы жидкости временно соединяются в небольшие агрегаты, напоминающие кристаллическую решетку, но не имеющие правильной формы. Агрегаты меняют положение одно относительно другого, а молекулы жидкости в своем тепловом движении совершают колебания относительно своего оседлого положения. Некоторым молекулам удается случайно набрать необходимую энергию V и вырваться из окружения, переселившись в другое место. При ламинарном движении поток жидкости может быть представлен как движение отдельных тонких слоев, перемещающихся друг относительно друга, Переход отдельных молекул вследствие молекулярного движения из слоя в слой вызывает возникновение сил трения между слоями. Возникающие при этом тангенциальные напряжения т определяются законом Ньютона-Петрова. Сила Р,, сопротивления сдвигу одного слоя жидкости относительно другого равна [c.99]

Д. Бернулли сформулировал, а Л. Эйлер впервые аналитически записал закон неразрывности жидкости. Иоганн и Даниил Бернулли разработали энергетический принцип гидромеханики, особенно эффективно применяемый для одномерных течений жидкости. Этот метод долгое время был важнейшим инженерным способом расчета течения жидкости в трубах, каналах, струе (в XIX в. энергетическое уравнение Бернулли дополнили слагаемыми с эмпирическими коэффициентами, учитывающими вязкость и внутреннее трение яшдкости). [c.190]

Применение покрытий при горячей деформации металла должно по возможности обеспечивать снижение усилий штамповки и прессования заготовок, износа инструмента, теплоизоляцию заготовок и инструмента, высокое качество поверхности получаемых полуфабрикатов. Защитные покрытия, например содержащие стеклофазу, обладают при высоких температурах свойством уменьшать коэффициент трения и износ трущихся поверхностей заготовок и инструмента (штампов, матриц, фильер и т. п.). Это свойство проявляется, когда между трущямися поверхностями имеется достаточно толстый слой покрытия, содержащего жидкую фазу. Смазочное действие покрытий в этом случае определяется жидкостным трением и подчиняется законам гидродинамики. Основным параметром, определяющим смазочное действие жидкости в условиях, когда внешнее трение переходит во внутреннее трение жидкости, является вязкость жидкости. Смазочное действие покрытий определяется тем, что они разъединяют трущиеся поверхности и способствуют переходу от внешнего трения к внутреннему вследствие вязкого или пластичного течения слоев самих покрытий. В некоторых работах отмечалось, что толщина слоя стеклосмазки, а не вязкость определяет ее смазочное действие. Покрытия, главное назначение которых состоит в защите от окисления при нагреве, могут уменьшать трение, износ инструмента, усилия при деформировании металла. Одновременно с указанным защитно-технологические покрытия повышают качество поверхности заготовок, способствуют получению более однородных механических свойств, служат как теплоизолятор, уменьшают скорость охлаждения заготовок и разогрева инструмента. [c.113]

О зависимости сопротивления от числа Рейвольдса. Как мы видели, сопротивление, обусловленное внутренним трением жидкости, может быть разложено на сопротивление деформации ), на сопротивление тре-ния на поверхности обтекаемого тела и на сопротивление давления, обусловливаемое возмущающим действием вязкости на спектр линий тока (отрывание пограничного слоя). В зависимости от величины числа Рейнольдса полное сопротивление состоит почти полностью или из сопротивления деформации или из сопротивления давления вместе с сопротивлением трения, причем и в последнем случае — в зависимости от формм и положения тела — преобладающее значение может иметь одно из обоих, сопротивлений. Поэтому можно сказать, что действие внутреннего трения жидкости на движущееся в ней тело, следовательно, и закон сопротивления, зависит в общем случае не только от формы и положения тела, но также от скорости и размеров тела и рода жидкости. Отсюда видно, насколько сложна проблема сопротивления и как почти безнадежна возможность ее решения в общем виде. [c.110]

Пример 12-1. По трубе круглого поперечного сечения с внутренним радиусом го течет несжимаемая (р=сопз1) жидкость с динамическим коэффициентом вязкости ц,. Установить закон изменения сил давления и сил вязкого трения по длине трубы. [c.223]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...