Оглавление:
Влияние вязкости и общие уравнения движения вязкой жидкости
- Внутренняя фрикционная жидкость, рассмотренная в предыдущем пункте, представляет собой идеальную схему, которую невозможно выполнить в условиях фактического движения. Кроме того, во многих случаях процесс течения можно рассматривать в удовлетворительном приближении, используя установленные законы для внутренних фрикционных жидкостей. Однако в непосредственной близости от твердой стенки (эта область особенно важна для теплопередачи) при любых обстоятельствах эффект трения будет заметен. Подобный этому. Здесь, помимо силы инерции, преодолевается также сила трения, берущая на себя ее изучение. Во-первых, рассмотрим случай течения между 2 пластинами.
Другой движется параллельно первому с постоянной скоростью. Пространство между пластинами заполняется liquid. As опыт показывает, что перемещение верхней пластины возможно только при приложении к ней пропорциональной силы Скорость 100 и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами 5.Эта сила, называемая единичной площадью, называется напряжением сдвига и выражается как t. Тоже фигура. 75.To определите вязкость. Слой жидкости, непосредственно прилегающий к поверхности пластины, имеет ту же скорость, что и сама пластина, то есть 0, и скорость промежуточного слоя изменяется между этими 2 Значение согласно линейному закону согласно расстоянию до плиты.
Обычно тепловой поток настолько велик, что локально температура насыщения жидкости превышена и образование пузырьков происходит рядом со стенкой. Людмила Фирмаль
Коэффициент пропорциональности формулы (8) называется вязкостью (m]), которая в так называемой»нормальной«жидкости представляет собой саму физическую постоянную, но、 Для «реологических веществ» это зависит как от всего доисторического периода, так и от величины градиента скорости. В этой книге рассматриваются только жидкости Следуйте формуле(8). Выражение (8) может быть записано в более общем виде. Вязкость q имеет размерность напряжения относительно единицы P I b-2. Градиент скорости, то есть Физическая система в единицах измерения-Дина, см, сек-вязкость измеряется в пуазе (название пуазейля), 1 пуаз= \Дина•с/ см2 == = 1 г / см•С для перехода из одной системы в другую.
Вы можете применить следующую формулу: 。 если кг-единица массы, то для единицы вязкости 3） Коэффициент m, определенный выше, также называется динамической вязкостью*. в гидродинамике он обозначается кинематической вязкостью*. через Y определяется отношением Его размеры равны 1?T-X (единица измерения м2 / С или см2 / с).Единица измерения см2 / с называется ударом. Также используются единицы сантистокса. 1) коэффициенты обратного преобразования задаются с различной степенью точности. — Заметьте, Перри. Это значение было недавно утверждено как нормальное (Pa1.Vigeai 31ap4ag4$, TesKp. Мегяз ViI. см., ЗИЛ, 100 (1955)). •См. также таблицу пересчетов в приложении>.
Это соотношение обусловлено тем, что единицы кинематической вязкости не включают массу. Отношение динамической вязкости газа к воде составляет около 1100, но его кинематическая Вязкость из-за низкой плотности газа равна −10. Вышеупомянутые единицы вязкости полностью определены с физической точки зрения. Вместе с этими единицами измерения используются также единицы относительной вязкости (например, Градусы） Энглер, Редвуд, Сейболд. Однако эти агрегаты не используются в гидродинамике, а широко распространены в нефтяной промышленности.
Таким образом, приложение включено Приведена подробная таблица переходов от этих относительных измерений к кинематической вязкости абсолютной единицы. При рассмотрении уравнений (8) и (9) становится понятным, почему закон бесфрикционного течения теряет свое значение вблизи сплошной стенки. Даже в жидкостях с низкой вязкостью В областях, прилегающих к неподвижной границе, скорость потока исчезает при любых обстоятельствах, что приводит к большим касательным напряжениям. Но обычно это так Это возможно только при относительно большом градиенте скорости. Тангенциальные напряжения, возникающие при этих условиях В общем случае, уже не считаются пренебрежимо малыми По сравнению с силой инерции.
- Поэтому уравнение движения вязкой жидкости должно включать дополнительные члены, отражающие эффект[по сравнению с уравнением(3 Вязкость. Эти термины, по сути, могут быть получены только в предположении, что формула (9) представляет собой закон трения, называемый законом Ньютона, то есть пропорциональную гипотезу. Между напряжением сдвига и градиентом скорости. При этих предположениях мы получаем «дифференциальные уравнения Навье-Стокса» для вязких несжимаемых жидкостей^： В векторной форме эти уравнения принимают вид: Член уравнения (10) — это сила, связанная с единицей объема.
Уравнение в целом является движущей силой, то есть удельным перепадом давления — & gad p и силой веса p＃- Он находится в равновесии с силой инерции p (ОШ / 4/) и силой трения r] U2sh. Уравнения Навье-Стокса вместе с уравнением неразрывности (1) образуют основу динамики вязкой жидкости. Вы никогда не можете спорить с чем-то само по себе. Разумеется, что гипотеза Ньютона [уравнение (9)] соответствует физической природе phenomenon. It каждый раз это должно быть доказано экспериментально.. Тоже фигура. 76.Вывод уравнения Хагена-Пуассона.
Считая две жидкости невязкими и движущимися под влиянием сил тяжести и поверхностного натяжения, он получил следующее уравне-428 ние для максимального теплового потока в точке выгорания. Людмила Фирмаль
Действительно, до сих пор из-за непреодолимых математических трудностей не удавалось получить такое решение, чтобы определить общее решение дифференциальных уравнений, то есть всего поля Сила инерции и вязкость (обычно одного порядка величины).Поэтому проверка может быть проведена только на основании конкретного случая. Решение. Приступайте к обсуждению подобных случаев. Исследование стационарного течения несжимаемой жидкости в трубе определенного сечения. Это движение происходит из-за разницы давлений. Если вы можете игнорировать гравитацию(например、 Горизонтальная труба), должно быть равновесие между движущей силой давления и тормозной силой трения.
Рассмотрим условия равновесия для цилиндра радиуса y и длины/. Трубы и коаксиальные (рис. 76).Результирующая сила давления, приложенная к обоим концам, представлена произведением (p1-p2) k ^ 21, причем время действует на стороны. сила трения равна x2ku1.Согласно рассматриваемому утверждению, потому что ускорение не происходит、 Чтобы определить напряжение сдвига, снова используйте закон Ньютона.
Если вы назначаете предыдущее уравнение и разделяете переменные, вы получаете Или после интеграции Интегральная константа определяется из состояния прилипания жидкости к стенке как sop81 = r2 / 2.Таким образом, мы получаем следующий закон распределения скоростей: Расход жидкости находится непосредственно отсюда. Эта зависимость, названная под именем автора» уравнением Хагена-пуазиля», во многом повлияла на развитие теории движения жидкости. Навье-Стокса является решением дифференциальной equations. So, с его помощью можно проверить справедливость как закона трения Ньютона, так и граничных условий-u> = 0, y = r、 То есть, прилип к стене.
Оба предположения подтверждаются огромным количеством экспериментов. Зависимость(12) также используется для измерения коэффициента вязкости t). Используйте капиллярный вискозиметр, и конечно же, необходимо исправить эффект первого раздела. Подробнее см.
Смотрите также:
| Теплопроводность в разреженных газах | Ламинарное и турбулентное течение. Закон подобия Рейнольдса |
| Основные уравнения идеальной (невязкой) жидкости | Перенос энергии в вязких жидкостях |
