Тема 2.2. Вязкость жидкости. Закон жидкостного трения и. Ньютона. Касательные напряжения. Приборы для измерения вязкости жидкости. (0,6 час)
Вязкость – свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу ее слоев или частиц.
И. Ньютон высказал гипотезу о величине силы трения T, обусловленной вязкостью жидкости.
;
µ - динамическая вязкость жидкости, измеряемая в [ПаС].
В технике используется кинематическим коэффициентом вязкости.
;
В технике закон трения Ньютона (8) используют в виде
;
где
касательное напряжение сдвига.
Все физические свойства жидкостей зависят от температуры и давления в жидкости.
При практических расчетах к выбору значений величины вязкости следует подходить осторожно. В каждом отдельном случае целесообразно основываться на данных специальных лабораторных исследований.
Для определения вязкости жидкостей используют приборы, называемые вискозиметрами. Существует несколько конструкций и видов вискозиметров.
Тема 2.3. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Реологические законы неньютоновских вязких несжимаемых жидкостей. (0,8 час)
Неньютоновскими
или аномальными называют жидкости,
которые не подчиняются основному закону
внутреннего трения Ньютона (10). Основной
характеристикой неньютоновских жидкостей
являются «кривые течения», или
реологические кривые (реолограммы),
выражающие графически зависимость
между градиентом скорости течения
жидкости (или скоростного сдвига)
и возникающим в жидкости касательным
напряжением .
Реологические кривые течения жидкостей описываются уравнением
,
Различают следующие виды неньютоновских жидкостей: дилатантные, псевдопластичные, вязко – пластичные.
В технике часто используют вязкопластичные жидкости. К их числу относятся различного рода суспензии, коллоидные растворы, глинистые и цементные растворы, парафинистые нефти.
Раздел 3. Законы и уравнения статики жидкостей и газов. Гидростатическое давление (6 час.).
Тема 3.1. Гидростатическое давление и его свойства. Единицы измерения гидростатического давления. (2 час)
Гидростатическое давление, или напряжения сжатия
,
Это предел отношения силы давления dP, к величине площадки d , на которую действует сила, при стремлении этой площадки к нулю или точки.
Гидростатическое давление p обладает двумя свойствами: 1) всегда направленно по внутренней нормали к площадке, на которую действует; 2) его значения в данной точке не зависит от ориентировки в пространстве площадки, включающей рассматриваемую точку.
Первое свойство доказывается методом от противного.
Для доказательства второго свойства, в покоящейся жидкости выделяют элементарный объем, рассматривают силы действующие на этот объем и далее используют теорему статики твердого тела (тело находится в равновесии, если сумма проекций сил на соответствующие оси координат равна 0)
В единицах СИ давление измеряется в паскалях (Па). 1 Па = 1 Н/м2 или в более крупных единицах, килопаскалях, КПа и мегапаскалях, МПа. В технике используют единицы измерения давления 1 ат = 1 кг/см2 (техническая атмосфера).