Определение вязкости жидкости методом Стокса. Никулин С.С - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

5
Динамическая вязкость – характеристика вещества, численно равная
силе трения, возникающей между двумя слоями жидкости площадью по
1 м
2
каждый при градиенте скорости, равном 1 м/с на метр. Размерность
динамической вязкости
[
]
сПа]µ[ ⋅=
. В некоторых случаях принято поль-
зоваться так называемой кинематической вязкостью, равной динамиче-
ской вязкости жидкости, делённой на плотность жидкости, м
2
/с:
ρ
µ
=ν
. (2)
В жидкостях внутреннее трение обусловлено действием межмолеку-
лярных сил – расстояния между молекулами жидкости сравнительно не-
велики
1
, а потому силы взаимодействия значительны. Молекулы жидко-
сти, подобно молекулам твёрдого тела, колеблются около положений рав-
новесия, но эти положения не являются постоянными. По истечении не-
которого интервала времени молекула скачком переходит в новое поло-
жение. Это время называется временем «оседлой жизни» молекулы.
Силы межмолекулярного взаимодействия зависят от рода жидкости.
Вещества с малой вязкостью – текучи, и наоборот, сильно вязкие вещест-
ва могут иметь значительную механическую твёрдость, как, например,
стекло. Вязкость существенно зависит от количества и состава примесей,
а также от температуры. С повышением температуры время «оседлой
жизни» уменьшается, что обуславливает рост подвижности жидкости и
уменьшение её вязкости.
1.2. Движение твёрдого тела в жидкости
При движении тел в вязкой жидкости возникают силы сопротивле-
ния. Происхождение этих сил можно объяснить двумя разными механиз-
мами. При небольших скоростях, когда за телом нет вихрей (ламинарное
течение, идеальное обтекание), сила сопротивления обуславливается
только вязкостью жидкости. В этом случае прилегающие к телу слои
жидкости движутся вместе с телом. Но граничащие с ними слои жидкости
также увлекаются в движение силами молекулярного сцепления. Так соз-
даются силы, тормозящие относительное движение твёрдого тела и жид-
кости. Величину этих сил можно рассчитать с использованием формулы
Ньютона (1).
Второй механизм возникновения сил сопротивления связан с обра-
зованием вихрей и различием скоростей движения жидкости перед телом
и за ним (рис. 2). Давление в стационарном потоке жидкости меняется
1
В жидкостях и твёрдых телах расстояние между молекулами примерно в
10 раз меньше, чем в газах при нормальном давлении.

Страницы