Внутреннее трение Основной закон внутреннего трения

Рассмотрим случай, когда решающее значение из действующих сил имеют силы внутреннего трения жидкости (например, при движении жидкости по горизонтальному трубопроводу). По основному закону внутреннего трения [см, 32, уравнение (4.1)] эти силы могут быть выражены следующим образом [c.112]

Неньютоновскими, или аномальными, жидкостями, как уже указывалось выше (см. 32), называют такие жидкости, которые не подчиняются основному закону внутреннего трения Ньютона (4.1). [c.285]

Основной закон внутреннего трения [c.24]

Мы видели, что одним из основных законов внешнего трения твердых тел является существование статического трения. Если мы обратимся к законам трения движения при внешнем трении твердых тел, то основным отличием внешнего трения от внутреннего будет служить существенно иное влияние скорости на оба вида трения. Внутреннее трение, как мы видели (стр. 11—13), пропорционально скорости относительного скольжения двух тел, разделенных смазочной прослойкой (постоянной толщины). При внешнем же трении скорость обычно незначительно влияет на величину силы трения. В тех случаях, где это влияние обнаруживается, оно обычно может быть объяснено изменениями поверхности скольжения, зависящими от скорости скольжения и сопровождающих его процессов. Так, обычно процесс скольжения сопровождается нагреванием поверхности, окислением, разрушением поверхностных слоев, в том числе смазочных (если они есть), механическим повреждением (износом поверхности) и др. Поэтому неудивительно, что изменение скорости движения, меняя интенсивность указанных процессов, способно существенно изменять и сопротивление движению. [c.185]

Неньютоновскими или аномальными жидкостями называют жидкости, которые не подчиняются основному закону внутреннего трения Ньютона, выраженному уравнением (1.4). К ним относятся литой бетон, глинистые, цементные, известковые и коллоидные растворы, нефтепродукты и смазочные масла при температуре, близкой к температуре застывания, краски, клей, смолы, целлюлоза, бумажная масса, растворы каучука, желатин, крахмал, различные белки, жиры и другие продукты пищевой промышленности, огнеупоры, шлаки, расплавленные силикаты и т. п. [c.19]

Рассмотрим случай, когда из всех действующих сил основное влияние оказывают силы внутреннего трения жидкости (например, при движении жидкости по горизонтальному трубопроводу). В соответствии с основным законом внутреннего трения эти силы могут быть выражены следующим образом Р—ц1 о/Ь)=г уЬ, где т) — динамическая вязкость жидкости. [c.128]

Неньютоновскими жидкостями называют такие жидкости, которые не подчиняются основному закону внутреннего трения Ньютона [см, формулу (4)]. [c.209]

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]

Это не значит, однако, что явления износа и изменения поверхности, сопровождающие трение движения, не заслуживают внимания. Наоборот, эти явления в практике часто играют более важную роль, чем трение само по себе. Так, уменьшение износа при работе двигателя внутреннего сгорания, пожалуй, более важная задача, чем уменьшение самой силы трения в этом случае. Однако для выяснения природы самого трения и причины выполнимости закона Амонтона и других его основных закономерностей рассмотрение явления износа дает немного. И прямые измерения показывают, что на работу разрушения твердых тел, даже хрупких, тратится чрезвычайно малая часть работы сил трения. В основном работа сил трения идет на развитие тепла, так как переходит в энергию молекулярного движения, в [c.6]

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]

Раньше трение разделяли на сухое, полусухое, граничное, полужидкостное и жидкостное. В настоящее время эффективность смазочных материалов принято рассматривать в условиях граничного и жидкостного трения. В тех случаях, когда между трущимися твердыми поверхностями имеется смазочный слой достаточной толщины, внешнее трение переходит во внутреннее трение самого смазочного материала, и основным параметром смазочного действия в соответствии с законом Петрова становится вязкость. Когда жидкостное трение не обеспечивается и гидродинамическая теория смазки Петрова неприменима (при высоких нагрузках и малых скоростях перемещения), вязкость перестает быть фактором, определяющим эффективность смазочного материала. Один и тот же узел может удовлетворительно работать на одном масле и перегреваться на другом, хотя и той же вязкости. Износ также может быть незначителен на одном смазочном материале и высок на другом. [c.119]

Вязкие свойства и сжимаемость жидкостей значительно усложняют рассмотрение многих вопросов их движения. Поэтому в гидравлике часто пользуются понятием идеальной жидкости, т. е. условной жидкости, не обладающей вязкостью и абсолютно несжимаемой. Такая жидкость имеет постоянную плотность, не обладает внутренним трением и, следовательно, не оказывает сопротивления перемещению. Идеальных жидкостей в природе не бывает, но использование этого понятия облегчает выяснение основных законо- [c.16]

Теория колебаний. Как мы видели, эта теория позволяет найти спектр собственных частот свободных колебаний упругой системы. Если частота возмущающей силы совпадает с одной пз собственных частот свободных колебаний, наступает резонанс. Для линейно-упругого тела в постановке линейной теории упругости амплитуды вынужденных колебаний становятся бесконечно большими. На самом деле так не бывает. Во всех материалах существует внутреннее трение. Теория упругих колебаний с затуханием, пропорциональным скорости, рассматривается в курсах теоретической механики, основной качественный результат состоит в том, что резонансная амплитуда конечна. В реальных материалах внутреннее трение подчинено более сложным законам, даже если его можно считать линейным (см. гл. 17), но качественный результат остается тем же. Поэтому резонансы на высоких гармониках, как правило, не страшны. Для турбинных лопаток, например, гармоники выше пятой-шестой во внимание не принимаются. Но резонанс на основном тоне или на первых гармониках может считаться причиной неминуемого разрушения. Отмеченные два аспекта мы зафиксировали, но далее развивать не будем. [c.652]

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]

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]

В 1883 г. Н. П. Петров высказал положение, что в трении подшипников основную роль играет внутреннее трение смазочного слоя, и установил соответствующий закон трения для простейшего случая. Он исходил из рассмотренного нами в 15 движения вязкой жидко- [c.534]

Однако, прежде чем заняться подробнее законами механического подобия, остановимся вкратце на некоторых основных понятиях гидродинамики, а также на понятии внутреннего трения жидкости, имея в виду тех читателей, которые не читали первого тома. [c.10]

Основная гипотеза, на которой базируются последующие выводы этого параграфа, заключается в том, что газы состоят из молекул, находящихся в состоянии произвольного движения, причем физические свойства газа определяются движением молекул и не зависят от их внутренней структуры. Предполагается, что движение молекул подчиняется законам классической механики и при столкновениях отсутствует трение. Г аз состоит из молекул одинаковой массы т. Число молекул в единице объема вблизи точки пространства х, у, г в момент времени t обозначим через п. Число молекул в объеме йх-(1х-с1у-йг пропорционально объему, не зависит от его формы и равно П(11. Очевидно, что плотность р будет определяться обычной формулой [c.599]

Основополагающим трудом по гидравлике считают сочинение Архимеда О плавающих телах , написанное за 250 лет до нашей эры и содержащее его известный закон о равновесии тела, погруженного в жидкость. В конце XV в. Леонардо да Винчи написал труд О движении воды в речных сооружениях , где сформулировал понятие сопротивления движению твердых тел в жидкостях, рассмотрел структуру потока и равновесие жидкостей в сообщающихся сосудах. В 1586 г. С. Стевин опубликовал книгу Начало гидростатики , где впервые дал определение силы давления жидкости на дно и стенки сосудов. В 1612 г. Галилей создал трактат Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и тех, которые в ней движутся , в котором описал условия плавания тел, В 1641 г. его ученик Э. Торричелли вывел закономерности истечения жидкости из отверстий. В 1661 г. Б. Паскаль сформулировал закон изменения давления в жидкостях, а в 1687 г. И. Ньютоном были установлены основные закономерности внутреннего трения в жидкости. Эти ранние работы были посвящены отдельным вопросам гидравлики и только в XVIII в. трудами членов Российской Академии наук М. В. Ломоносова, Д. Бернулли, Л. Эйлера гидравлика сформировалась, как самостоятельная наука. [c.7]

КОЛЕБАНИЯ (вынужденные [возникают в какой-либо системе под влиянием внешнего воздействия переменного пружинного маятника (характеризуется переходным режимом и установившимся состоянием вынужденных колебаний резонанс выявляется резким возрастанием вынужденных механических колебаний при приближении угловой частоты гармонических колебаний возмущающей силы к значению резонансной частоты) электрические осуществляют в электрическом колебательном контуре с включением в него источника электрической энергии, ЭДС которого изменяется с течением времени] гармонические относятся к периодическим колебаниям, а изменение состояния их происходит по закону синуса или косинуса затухающие характеризуются уменьшающимися значениями размаха колебаний с течением времени, вызываемых трением, сопротивлением окружающей среды и возбуждением волн когерентные должны быть гармоническими и иметь одинаковую частоту и постоянную разность фаз во времени комбинационные возникают при воздействии на нелинейную колебательную систему двух или большего числа гармонических колебаний с различными частотами кристаллической решетки является одним из основных видов внутреннего движения твердого тела, при котором составляющие его частицы колеблются около положений равновесия крутильные возршкают в упругой системе при периодически меняющейся деформации кручения отдельных ее элементов магнитострикционные возникают в ферромагнетиках при их намагничивании в периодически изменяющемся магнитном поле модулированные имеют частоту, меньшую, чем частота колебаний, а также определенный закон изменения амплитуды, частоты или фазы колебаний неавтономные описываются уравнениями, в которые явно входит время некогерентные характерны для гармонических колебаний, частоты которых различны незатухающие не меняют свою энергию со временем нормальные относятся к гармоническим собственным колебаниям в линейных колебательных системах [c.242]

При кручении как 1 , так и изменялись в зависимости от периода Т, хотя первая величина — в более резко выраженной форме. Латунь дала результаты, в основном аналогичные результатам для бронзы. Для меди как а , так и почти не зависели от париода, хотя /р и в особенности сильно изменялись. Поведение никеля было аналогично поведению меди. Поэтому Фохт классифицировал эти два твердых тела как точно соответствующие его простым законам внутреннего трения. С другой стороны, для алюминия, литой стали и кадмия значения логарифмического декремента, полученные Фохтом, не зависели от периода и при изгибе, и при кручении, но и в том и в другом случае а была функцией частоты. [c.532]

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]

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]

В XV—XVI вв, знаменитый Леонардо да Винчи (1452—1519) написал работу О движении и измерении воды , которая была опубликована лишь через 400 с лишним лет после ее сочинения. Стевин (1548—1620) написал книгу Начала гидростатики , Галилей (1564— 1642) рассмотрел основные законы плавания, Торичелли (1608— 1647) открыл законы истечения жидкости нз отверстий, Паскаль (1623—1662) открыл закон о передаче давления в жидкости, Ньютон (1642—1727) в 1686 г. сформулировал гипотезу о внутреннем трении в жидкости. [c.15]

Видимо, поэтому в основных курсах гидродинамики предпочтение отдается феноменологическому выводу уравнений Навье — Стокса. Последний имеет простую логическую структуру и опирается главным образом на две аксиомы о короткодействии внутренних сил, которые, следовательно, сводятся к силам поверхностным, и о тензорном законе вязкого трения, обобщающем закон Ньютона. При этом лине11пая связь между касательными напряжениями и скоростями деформаций может рассматриваться как имеющая источник в термодинамике необратимых процессов. В такой постановке, по сути дела, отсутствует модельный элемент, за исключением того, что жидкость есть подвижная сплошная среда, в которой касательные напряжения возникают лишь при наличии скоростей деформаций, т. е. течения. [c.6]

Модель радиальных потоков [ 10, 30-321 состоит в том, что за основу в вихревом течении принимается разделение двух потоков энергии потока кинетической энергии, направленного от центра к периферии, и потока тепла, направленного в противоположную сторону. Исходный газ в завихрителе термотрансформатора (см. рис. 6.1) создает интенсивный круговой поток, вращающийся по закону свободного вихря. По мере продвижения вдоль вихревого течения этот поток за счет сил внутреннего трения перестраивается в вынужденный вихрь, в результате чего происходит уменьшение круговых скоростей внутренних слоев и увеличение угловых скоростей внешних слоев. Это создает возможность перехода кинетической энергии от центра к периферии. В то же время за счет более высоких значений статической температуры у периферии вихря, по сравнению с центральными слоями, существует поток тепла, имеющий направление, противоположное кинетической энергии. Тепловой по гок по своей величине не в соетоянии компенсировать приосевым слоям потери кинетической энергии. Это и является основной причиной, объясняющей охлаждение центральных и нагрев периферийных слоев вихревого течения. Из модели Хилша-Фултона следует, что максимальный холодильный эффект будет иметь место возле дросселя термотрансформатора (см. рис. 6.1). Однако экспериментальные данные 6, Н, 9, 32, 37] указывают на максимум эффекта охлаждения ГЕОтока на выходе из диафрагмы. [c.158]

Предположим, что произошло изменение в распределении осред-ненных скоростей и появление турбулентной вязкости предопределяется случайным сильным искажением распределения скоростей в пределах потока, т.е. упруговязкие характеристики среды не в состоянии восстановить первоначальное распределение скоростей. В результате возникает первоначальное перемещение конечных масс не только по направлению основного потока, приводящее к переносу количества движения большей величины в сравнении с переносом молекулами при ламинарном движении. Для осредненного движения перенос количества движения поперек потока количественно характеризуется турбулентной вязкостью. В турбулентном потоке имеет место уже распределение двух взаимосвязанных и взаимозависимых параметров - осредненной скорости и турбулентной вязкости. Турбулентная вязкость, имея намного большую величину, чем молекулярная вязкость, соответственно увеличивает абсолютную величину касательного напряжения (внутреннего трения), однако не может изменить закона касательного напряжения, зависящего только от равновесия действующих сил. Следовательно, равновесные распределения скорости и турбулентной вязкости предопределяются законом касательного напряжения. В этом, взаиморавновесном распределении скорости и турбулентной вязкости, немаловажное значение имеет молекулярная вязкость, через которую происходит диссипация энергии. Только сумма молекулярной и турбулентной вязкостей соответствует данному закону касательного напряжения. [c.60]

Чем больше силы трения в реальной жидкости, тем больше, при равных прочих условиях, потери напора hj-. Между силами трения и потерями напора hf (т. е. работой сил трения) существует, естественно, определенная зависимость. Зная распределение в потоке напряжений х, а также скоростей и (дающих нам величину перемещений частиц жидкости), мы могли бы подсчитать работу сил трения и тем самым определить потери напора. Однако такая задача является весьма трудной, в частности, в связи с тем, что поле скоростей и нам часто бывает неизвестным. Здесь приходится идти особыми приближенными путями, освещаемыми ниже. При этом, рассматривая вначале простейший случай движения жидкости — установившееся равномерное движение (местные потери отсутствуют) — мы пользуемся особым уравнением, которое дает связь только между силами трения и потерями напора. Это достаточно точное уравнение принято называть основным уравнением установившегося равномерного движения жидкости (см. 4-2). На основании этого уравнения, а также на основании законов Ньютона о силах внутреннего трения (см. 4-3), мы далее и устанавливаем необходимую нам зависимость, связывающую потери напора и скорости движения жидкости. Этот вопрос достаточно хорошо решается теоретически для простейших случаев ламинарного движения (см. 4-4 и 4-5). В случае турбулентного режима приходится прибегать к использованию некоторых экспериментальных коэффищ1ентов, вводимых в теоретический анализ. [c.130]

Представлены подробные сведения по локальным, интегральным и турбулентным характеристикам внутренних закрученных потоков в цилиндрических, сужающихся н расширяющихся каналах при различных граничных и геометрических условиях. Приведены законы трения, тепяо-и массообмена, уравнения для расчета основных локальных и интегральных характеристик закрученного потока. [c.2]

Урайнение (5.32) представляет предельный относительный. закон трения для внутренних закрученных потоков. Основное отличие уравнения (5.32) от соответствующего закона для осевого течения 25] заключается в появлении дополнительного Г [c.119]

Наиболее трудной и одновременно основной частью проблемы оценки маслянистости является выбор и замер индикаторов положительного действия смазки в условиях граничного трения. С этим выбором по существу связано и придание того или иного конкретного содержания понятию маслянистости. Наиболее старое определение маслянистости, например, в формулировке Гершеля, выбирает в качестве индикатора положительного действия смазки коэффициент трения. Поскольку всякое лишенное внутренних противоречий определение нового понятия законно, спор может итти только о практической целесообразности, т. е. в данном случае решающим является [c.78]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...