Конспекты лекций по физике. Лукс Р.К. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

19
Таким образом, при движении двух погруженных в жидкость пластин, между ними
возникает взаимодействие, характеризуемое силой (4.3). Это взаимодействие осуществляется
через жидкость, расположенную между пластинами, передаваясь от одного слоя к другому.
Если в любом месте зазора жидкости провести мысленно плоскость, параллельную
пластинам, то можно утверждать, что часть жидкости, лежащая над этой плоскостью, действует
с силой
тр
F
, а часть жидкости, лежащей под плоскостью, в свою очередь действует на часть
жидкости, лежащей над плоскостью с силой
,
тр
F
причем значения
тр
F
и
тр
F
определяются
формулой (4,3).
Таким образом, можно утверждать, что формула (4.3) определяет не только силу трения,
действующую на пластины, но силу трения между соприкасающимися частями жидкости.
Если исследовать скорость частиц жидкости в разных слоях, то оказывается, что она
изменяется в направлении z , перпендикулярно к пластинам (рис. 4.2) по линейному закону

.z
d
v
zv
0
(4.4)
Частицы жидкости, непосредственно соприкасающиеся с пластинами, как бы прилипают
к ним и имеют такую же скорость, как и сами пластины. Согласно (4.4)
v/z = v
0
/d и
d
v
dz
dv
0
. (4.5)
Используя (4.5), формуле (4.3) можно придать вид
.S
dz
dv
F
тр
(4.6)
dz
dv
S
тр
F
- коэффициент вязкости. Он зависит от температуры. Но характер зависимости
различен для жидкостей и газов. У жидкостей
η сильно уменьшается с повышением
температуры. У газов, напротив, коэффициент вязкости с температурой растет. Отличие в
характере поведения η при изменениях температуры указывает на различие механизма
внутреннего трения в жидкостях и газах.
4.4. Ламинарное и турбулентное течение
Наблюдается два вида течения жидкости (или газа). В одних случаях жидкость как бы
разделяется на слои, которые скользят друг относительно друга, не перемешиваясь. Такое
течение называют
ламинарным
(слоистым). Если в ламинарный поток ввести подкрашенную
струйку, то она сохраняется, не размываясь, по всей длине потока. Частицы жидкости в
ламинарном потоке практически
не переходят из одного слоя в другой. Ламинарное течение –
стационарно.
При увеличении скорости или поперечных размеров потока характер движения
существенным образом изменяется. Возникает энергичное перемешивание жидкости. Такое
течение называют турбулентным. При турбулентном течении скорость частиц в каждом
данном месте все время изменяется беспорядочным образом. Если в такой поток ввести
окрашенную струйку, то уже на небольшом расстоянии она равномерно распределится по
всему сечению потока.
Английский ученый Рейнольдс установил, что характер течения зависит от значения
безразмерной величины:
,Re
vl
где
ρ – плотность жидкости (или газа), v
– средняя (по сечению трубы) скорость потока,
η –
коэффициент вязкости,
l
– характерный для поперечного сечения размер, например, сторона
квадрата, радиус или диаметр трубы при круглом сечении и т. д,
Re – число Рейнольдса. При

Страницы