В’язкість. Абсолютна, кінематична, відносна. Методи вимірювання в’язкості.
В'я́зкість або внутрішнє тертя — властивість текучих тіл (рідин і газів) чинити опір переміщенню однієї їх частини відносно іншої. Одиниця вимірювання — пуаз.
Виділяють також коефіцієнт кінематичної в’язкості або кінематичну в'язкість ν, що є відношенням коефіцієнта динамічної в'язкості до густини речовини
Одиниця вимірювання коефіцієнта кінематичної в'язкості — Стокс, м²/с. Коефіцієнт ν на відміну від η виражається величинами, які не пов’язані з масою рідини, тобто величинами, які носять, так би мовити, кінематичний характер, у той час як η носить динамічний характер.
У технічних науках часто користуються поняттям відносної в'язкості, під якою розуміють відношення коефіцієнта динамічної в'язкості (див. вище) розчину до коефіцієнта динамічної в'язкості чистого розчинника:
де μ - динамічна в'язкість розчину; μ 0 - динамічна в'язкість розчинника.
Коефіцієнт
називають коефіцієнтом динамічної
в’язкості, динамічною в'язкістю або
абсолютною в'язкістю.
Динамічна в'язкість - характеристика даної речовини, чисельно вона дорівнює силі тертя, що виникає між двома шарами цієї рідини площею по 1 м 2 кожен при градієнті швидкості, рівному 1 м / с на метр. Розмірність коефіцієнта в'язкості
Методи вимірювання:
А) метод стокса (абсолютна в’язкість)
Для великих об’ємів речовин
Б) метод капілярного віскозиметра (освальда)
В основі формула Пуазейля
Q – количествожидкости, протекающей через капилляркапиллярноговискозиметра в единицувремени, м3/с,
R – радиускапилляравискозиметра, м
L – длинакапилляракапиллярноговискозиметра, м
η – вязкостьжидкости, Па·с,
р - разность давлений на концахкапилляравискозиметра, Па.
Вимірювання абсолютної в’язкості за допомогою капілярного віскозиметру базується на визначенні часу витікання через капіляр визначеного об’єму досліджуваної рідини.
В) в клінічній практиці для вимірювання в’язкості крові (жовчі) використовується віскозиметр Гесса(відносний метод)
η=η0 Х0/Х
Х и Х0 – высотаегонаполненияисследуемой и эталоннойгидкостями
Формула Гагена-Пуазейля. Гідравлічний опір.
Уравнениеили закон Пуазёйля (закон Хагена — Пуазёйляили закон Хагена — Пуазёйля) — закон, определяющийрасходжидкости при установившемсятечениивязкойнесжимаемойжидкости в тонкойцилиндрическойтрубе круглого сечения.
где
— расходжидкости в трубопроводе;
— диаметртрубопровода;
Гідравлічний опір— сили тертя, які виникають в рідині при її русі й спричиняють втрати напору (тиску) або опір руху тіла з боку оточуючої його рідини.
де:
— густина рідкого середовища;
— швидкість;
S — характерна для даного тіла площа.
Ламінарна і турбулентна течія. Число Рейнольдса.
Ламіна́рнатечія́— впорядкований рух рідини або газу, при якому рідина (газ) рухається шарами, паралельними до напрямку течії.
Ламінарна течія — рух частинок по паралельних лініях з певною малою швидкістю. Характерна для течії підземних вод.Ламінарна течія має місце, коли число Re менше від критичного значення. Для випадку течії води в круглій трубі Reкр = 2200. Ламінарна течія спостерігається в дуже в'язких рідинах або при течіях з досить малими швидкостями, а також при повільному обтіканні дуже в'язкою рідиною тіл малих розмірів. Із збільшенням швидкості руху даної рідини (газу) ламінарна течія переходить у турбулентну течію.
Турбулентним називається рух рідини (газу або плазми), що супроводжується утворенням вихорів.
Течія, що відбувається без утворення вихорів, називається ламінарною.
використовується для характеристики різних режимів: ламінарної або турбулентної течії. Ламінарна течія спостерігається при малих числах Рейнольдса, де сили в'язкості переважають, і вона характеризується сталістю розподілу швидкості руху рідини. Турбулентний режим спостерігається при великих числах Рейнольдса, коли переважають сили інерції, котрі, як правило, спричиняють хаотичні вихори та іншу нестабільність потоку.
Використані позначення фізичних величин:
— густина рідини або газу.
—
характеристична швидкість,
—
характеристична довжина або
розмір,
— динамічна в'язкість,
—
кінематична в'язкість,
