- •Некоторые свойства жидкостей и газов
- •Вязкость
- •1 Пуаз это динамическая вязкость такой жидкости, у которой сила в 1 дин перемещает слой жидкости поверхностью каждый, находящийся на расстоянии друг от друга, с относительной скоростью
- •Основные понятия и законы гидростатики
- •Дифференциальное уравнение равновесия Эйлера
- •Основные уравнения гидростатики
- •Практическое применение законов гидростатики
- •Давление на дно и стенки сосуда
1 Пуаз это динамическая вязкость такой жидкости, у которой сила в 1 дин перемещает слой жидкости поверхностью каждый, находящийся на расстоянии друг от друга, с относительной скоростью
Применяется также кинематический коэффициент вязкости или кинематическая вязкость:
Вязкость
капельных жидкостей колеблется в широких
пределах (вода
)
С ростом температуры вязкость жидкостей значительно уменьшается, давление практически не влияет.
Вязкость
газов существенно ниже (воздух
).
С ростом температуры вязкость газов
увеличивается, от давления зависит
слабо (лишь при давлениях выше 100 атм.)
Природа сил внутреннего трения различна для газов и жидкостей.
Вязкость газов имеет молекулярно-кинетическую природу. Молекулы, обмениваясь между слоями вследствие теплового движения, тормозят или ускоряют соседние слои, что воспринимается как вязкость.
С ростом температуры количество переходящих молекул растет, так как увеличивается скорость теплового движения.
С ростом давления относительный обмен молекулами между слоями не изменяется, так как растет концентрация во всем объеме следовательно давление не влияет.
Вязкость жидкостей обусловлена наличием сил сцепления между молекулами. С ростом температуры увеличивается расстояние между молекулами - уменьшаются силы связи и вязкость падает.
С ростом давления объем жидкости и расстояние между молекулами практически не изменяются – вязкость постоянна.
Для смеси жидкостей вязкость может быть найдена по приближенной формуле:
Для смеси газов:
Большинство жидкостей подчиняется закону Ньютона. Их называют нормальными или ньютоновскими. Для некоторых жидкостей закон Ньютона не соблюдается. Это пластичные или неньютоновские жидкости: растворы полимеров, коллоидные растворы, пасты, густые суспензии, шламы, краски и т.д. Для них характерно наличие более прочных связей между молекулами и отдельными группами молекул, что приводит к значительному возрастанию вязкости и особым текучим свойствам.
Вязкость неньютоновских жидкостей при данных Т и Р не остается постоянной, а изменяется в зависимости от скорости сдвига, его продолжительности и других факторов.
Эти жидкости можно разбить на три группы:
Стационарные неньютоновские жидкости.
Для
них функция
не зависит от времени.
Бингамовские пластические жидкости (кр. 2) (Масла, краски, пасты, густые шламы)
Они
начинают течь только после достижения
определенного напряжения сдвига (
),
которое называется пределом текучести.
При
они ведут себя как обычные ньютоновские
жидкости
Псевдопластичные жидкости (кр. 3) (растворы высокомолекулярных полимеров)
Они
начинают течь, как ньютоновские жидкости
уже при малых
.
Однако
зависит
от
Значение
снижается с увеличением
и превращается в
Дилатантные жидкости ( увеличивается с возрастанием ; суспензии с высоким содержанием твердой фазы) Они менее распространены.
Это класс жидкостей для которых зависимость меняется во времени.
Различают: а) тиксотропные жидкости, для которых напряжение сдвига с увеличением длительности воздействия нагрузки уменьшается (они разжижаются при перемешивании). Например: краски, молочные продукты и др.
б) реопектантные, для которых напряжение сдвига возрастает с увеличением длительности воздействия нагрузки (они густеют при перемешивании)
III. Вязкоупругие (максвелловские) жидкости
Эти жидкости текут под воздействием напряжения , но после снятия напряжения частично восстанавливают свою первоначальную форму, т.е. ведут себя подобно упругим телам (смолы и тестообразные вещества).
