Оглавление:
Закон вязкости Ньютона
- Рассмотрим жидкость между 2 достаточно большими параллельными пластинами с поверхностью. A на очень коротком расстоянии Y друг от друга (рис.1-1). Представьте себе! Система сначала неподвижна, но затем нижняя пластина в момент времени I = 0 приводится в движение в направлении x с постоянной скоростью V. It на рисунке показано, что некоторое количество движения постепенно передается между пластинами жидкости, и, наконец, в жидкости устанавливается стационарный профиль скорости. 1-1. Как удержать нижнюю пластину в движении. Для того, чтобы достичь этого устойчивого состояния, необходимо приложить определенную силу P.
Эта сила вычисляется из уравнения (если поток является ламинарным потоком） Последнее означает, что сила на единицу поверхности пропорциональна скорости, а расстояние между пластинами уменьшается с увеличением Y. коэффициент пропорциональности, причем, называется коэффициентом динамической вязкости, или просто»динамической вязкостью жидкости«. Для дальнейшего обсуждения полезно переписать уравнение (1.1) в более полную форму. Тангенциальное напряжение, приложенное в направлении x к поверхности слоя жидкости, расположенного на расстоянии y от нижней пластины, обозначается знаком «сухой» и является составляющей вектора скорости жидкости вдоль координаты x-r до X>.
Кроме того, Карман предположил, что поток в ламинарном подслое полностью ламинарный, таким образом, член, содержащий коэффициент турбулентной 280 вязкости, пропадает в уравнениям (8-32) и (8-33). Людмила Фирмаль
Обратите внимание, что x не равно d / dx. In основной текст книги, он показывает различие между тихоходными компонентами Индекс не используется. Тогда в приведенной выше нотации выражение (1.1) может быть записано как*： (1.2） Я 1-0. 1С «АГ» Из последнего соотношения видно, что тангенциальная сила на единицу площади пропорциональна локальному градиенту скорости, принятому в отрицательном знаке. Формула (1.2) известна как закон вязкости Ньютона.
Жидкости, которые следуют этому соотношению, называются ньютоновскими жидкостями. Поведение всех газов и большинства обычных жидкостей описывается формулой (1.2).Характеристики и поведение жидкостей (в основном паст, суспензий, высокомерных материалов), не подчиняющихся указанным простым законам, описаны в разделе 1.2. Интерпретация выражения (1.2) является different. In дело в том, что при движении поверхности O в непосредственной близости жидкость претерпевает некоторое движение в направлении X. Эта часть жидкости передает определенную часть своего импульса соседнему «слою», заставляя его двигаться в направлении x direction.
Компоненты вектора импульса по координате x передаются от слоя к слою в направлении y через жидкость. Поэтому это значение также можно интерпретировать как вязкое течение** * для данной составляющей вектора импульса в направлении Y. Этот подход хорошо согласуется с молекулярной природой процесса переноса импульса и соответствует следующей интерпретации: Величина перемещения площади на единицу измерения Передача энергии и mass. In кроме того, оказывается, что общепринятую нотацию м легко представить в виде количественного потока. Из Формулы (1.2) нетрудно увидеть движение большого числа пузырьков в направлении отрицательного градиента скорости*.
- Импульс передается в направлении скорости, то есть точно так же, как сани катятся вниз с большой высоты на небольшой холм, или как тепло движется от источника тепла. Количество движения движется»вниз»в смысле»скатывания с горы«из высокоскоростного региона в низкоскоростной регион. Холодный регион. Поэтому градиент скорости можно рассматривать как «движущую силу» процесса передачи импульса.
Следующие разделы касаются закона вязкости Ньютона (1.2), иногда основанного на силе (этот подход в основном подчеркивает механическую природу рассматриваемого процесса), иногда ссылаясь на идеи о передаче импульса (чтобы выявить сходство между передачей энергии и массы)) такой дуинизм используется в его понимании. она не должна приносить столько трудностей, а, собственно, в некоторых случаях и полезна. В некоторых формулах, описанных в последующих главах, удобно использовать символы, которые делят динамическую вязкость на плотность жидкости(массу на единицу объема).Поэтому мы введем сумму (1-3)） Это называется кинематической вязкостью.
Карман подразделил весь (профиль скорости на три слоя — ламинарный подслой, буферный слой и область турбулентного ядра—для того, чтобы получить простые выражения для аналитического расчета. Людмила Фирмаль
Необходимо сказать несколько слов о единице измерения величины, заданной приведенным выше определением*простейшие единицы измерения получаются в системе СГС： [т» х] = [Дин-СИ-1] [1> Х1 = [см-О-1] (1.4） [«] = [См] Поскольку левая и правая части уравнения (1.2) должны быть согласованы в единицах измерения и числах, вязкость Р системы СГС можно определить из следующих соотношений: [р] = [-= [гСИ-1. с-1]. (Си-с-1 * см-1] −1 = [г * см-1•с-1] (1.5） И так оно и есть. М = [-^-] = [см2.с-1](1.6） * Быстрый взгляд на раздел 8.1 показывает, что если тепловой поток пропорционален отрицательному значению температурного градиента, то это та же характеристика потока, что и для теплопроводности.
Единица динамической вязкости системы СГС представлена g-cm-1s ’ 1 и называется уравновешенностью. Максимальный объем данных по динамической вязкости указывается в этих единицах измерения или сантимос*(1 СР = 0,01 Р). В этой книге уравнение (1.2) применяется непрерывно.
Вы можете видеть, что используется единица измерения, указанная в соотношении (1.4).Однако в технической литературе в принципе используются различные системы, поэтому читатель должен уметь пользоваться формулой в любой системе единиц. Для всех практических расчетов необходимо тщательно проверить гармонию единицы измерения. Заметим, что Р-величина воды при комнатной температуре составляет около 1 СР, а в воздухе-около 0,02 СР. Для газов с низкой плотностью динамическая вязкость увеличивается с увеличением температуры, тогда как для жидкостей с каплями она обычно уменьшается с увеличением температуры.
Эта температурная зависимость обсуждается в разделах 1.4 и 1.5.Здесь нужно упомянуть только о газе Импульс передается в первую очередь в результате свободного движения молекул (расплавление на значительные расстояния перед столкновением друг с другом).в жидкостях(где молекулы перемещаются между столкновениями на очень коротких расстояниях) основной механизм передачи импульса связан с столкновениями. Молекулы рения. Раздел 1.3-1.5 описывает, как рассчитать динамическую вязкость газа и капающей жидкости.
Смотрите также:
| Пленочное охлаждение | Неньютоновские жидкости |
| Заградительное и комбинированное охлаждение | Зависимость вязкости от давления и температуры |
