Определение динамической вязкости жидкости по методу Стокса. - 6 стр.

UptoLike

При достаточно больших скоростях движения жидкости ламинарное течение ока-
зывается неустойчивым и переходит в турбулентное течение, турбулентное течение это
такое течение, гидродинамические характеристики которого (скорость, давление, а для га-
зов плотность и температура) быстро и нерегулярно изменяются во времени (флуктуи-
руют). Частицы жидкости совершают нерегулярное, неустановившееся движение по слож-
ным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию слоев движущейся жид-
кости. Примерами турбулентного течение могут служить движение волн в бурном горном
потоке, водопаде или за кормой быстро плывущего корабля, движение дыма, выходящего
из фабричной трубы и т.д.
Вязкость весьма важная характеристика вещества, знание которой особо необходимо
при исследовании течения жидкостей по трубопроводам, существуют два основных мето-
да определения вязкости жидкости: метод Пуазейля (истечение жидкостей через капилля-
ры) и метод Стокса (падение шарика в исследуемой среде).
Метод Стокса.
На шарик, падающий в вязкой среде, действуют три силы (смотри рис. 2): сила тя-
жести g
r
m , Архимедова сила
А
F и сила трения
тр
f .
Рис. 2.
Силы, действующие на шарик, падающий в жидкости.
Как известно: gg
r
r
Vm
ρ
=
, g
r
r
VF
жА
ρ= где
V
объем шарика, а
ρ
и
ж
ρ плотности
материала шарика и жидкости соответственно. Сила трения
тр
f , действующая на шар со сто-
роны жидкости, является силой внутреннего трения, точнее результирующей сил трения, при-
ложенных к каждому элементу поверхности шара. Сила трения
тр
f , зависит только от вяз-
кости
η
, относительной скорости
0
v (скорость равномерного движения шарика) и радиуса
шара R .
g
r
m
тр
f
А
F
R