Вязкость — Viscosity — qaz.wiki
Сопротивление жидкости сдвиговой деформации
| Вязкость | |
|---|---|
Моделирование жидкостей с разной вязкостью. Жидкость справа имеет более высокую вязкость, чем жидкость слева. | |
Общие символы | η , μ |
Производные от | μ = G · t |
Вязкости из жидкости является мерой ее сопротивления к деформации при заданной скорости. Для жидкостей это соответствует неформальному понятию «густота»: например, сироп имеет более высокую вязкость, чем вода .
Вязкость можно представить как количественную оценку силы внутреннего трения , возникающей между соседними слоями жидкости, находящимися в относительном движении. Например, когда жидкость проталкивается через трубку, она течет быстрее у оси трубки, чем у ее стенок.
Жидкость, не имеющая сопротивления сдвиговому напряжению, известна как идеальная или невязкая жидкость. Нулевая вязкость наблюдается только при очень низких температурах в сверхтекучих жидкостях . В противном случае второй закон термодинамики требует, чтобы все жидкости имели положительную вязкость; такие жидкости технически называют вязкими или вязкими. Жидкость с высокой вязкостью, такая как смола , может казаться твердой .
Этимология
Слово «вязкость» происходит от латинского viscum (« омела »). Вискум также относится к вязкому клею, полученному из ягод омелы.
Определение
Простое определение
Иллюстрация плоского течения Куэтта. Поскольку сдвиговому потоку противодействует трение между соседними слоями жидкости (которые находятся в относительном движении), требуется сила для поддержания движения верхней пластины. Относительная сила этой силы является мерой вязкости жидкости. В обычном параллельном потоке напряжение сдвига пропорционально градиенту скорости. В материаловедении и инженерии часто интересуются силы или напряжения , участвующие в деформации материала. Например, если бы материал был простой пружиной, ответ был бы дан законом Гука , который гласит, что сила, испытываемая пружиной, пропорциональна расстоянию, смещенному от положения равновесия. Напряжения, которые можно отнести к деформации материала из некоторого состояния покоя, называются упругими напряжениями. В других материалах присутствуют напряжения, которые можно отнести к скорости изменения деформации во времени.
Вязкость — это свойство материала, которое связывает вязкие напряжения в материале со скоростью изменения деформации (скоростью деформации). Хотя это применимо к общим потокам, его легко визуализировать и определить в простом сдвиговом потоке, таком как плоский поток Куэтта .
В потоке Куэтта жидкость захватывается между двумя бесконечно большими пластинами, одна неподвижная, а другая параллельно движущиеся с постоянной скоростью (см. Иллюстрацию справа). Если скорость верхней пластины достаточно мала (чтобы избежать турбулентности), то в установившемся режиме частицы жидкости движутся параллельно ей, и их скорость изменяется снизу вверх. Каждый слой жидкости движется быстрее, чем тот, что находится непосредственно под ним, и трение между ними порождает силу, сопротивляющуюся их относительному движению.
Во многих жидкостях наблюдается линейное изменение скорости потока от нуля внизу до вверху. Более того, величина силы, действующей на верхнюю пластину, оказывается пропорциональной скорости и площади каждой пластины и обратно пропорциональна их разделению : ты {\ displaystyle u} F {\ displaystyle F} ты {\ displaystyle u} А {\ displaystyle A} y {\ displaystyle y}
- F знак равно μ А ты y . {\ displaystyle F = \ mu A {\ frac {u} {y}}.}
Коэффициент пропорциональности — это вязкость жидкости в единицах ( паскаль — секунда ). Это отношение называется скоростью деформации сдвига или скоростью сдвига и представляет собой производную скорости жидкости в направлении, перпендикулярном пластинам (см.
Иллюстрации справа). Если скорость не изменяется линейно с , то соответствующее обобщение имеет вид
μ {\ displaystyle \ mu} Па ⋅ s {\ displaystyle {\ text {Pa}} \ cdot {\ text {s}}} ты / y {\ displaystyle u / y} y {\ displaystyle y}
- τ знак равно μ ∂ ты ∂ y , {\ Displaystyle \ тау = \ му {\ гидроразрыва {\ partial u} {\ partial y}},}
где , — местная скорость сдвига. Это выражение называется законом вязкости Ньютона. В сдвиговых потоках с плоской симметрией это определяет . Это частный случай общего определения вязкости (см. Ниже), который может быть выражен в безкоординатной форме. τ знак равно F / А {\ Displaystyle \ тау = F / A} ∂ ты / ∂ y {\ displaystyle \ partial u / \ partial y} μ {\ displaystyle \ mu}
Использование греческих букв мю ( ) для вязкости является общим среди механических и химических инженеров , а также физиков. Однако греческая буква эта ( ) также используется химиками, физиками и ИЮПАК .
Вязкость иногда также называют вязкостью сдвига
Общее определение
В очень общих чертах вязкие напряжения в жидкости определяются как возникающие в результате относительной скорости различных частиц жидкости. Таким образом, вязкие напряжения должны зависеть от пространственных градиентов скорости потока. Если градиенты скорости малы, то вязкие напряжения в первом приближении зависят только от первых производных скорости. (Для ньютоновских жидкостей это также линейная зависимость.) В декартовых координатах общее соотношение может быть записано как
- τ я j знак равно ∑ k ∑ ℓ μ я j k ℓ ∂ v k ∂ р ℓ , {\ displaystyle \ tau _ {ij} = \ sum _ {k} \ sum _ {\ ell} \ mu _ {ijk \ ell} {\ frac {\ partial v_ {k}} {\ partial r _ {\ ell} }},}
где — тензор вязкости, отображающий тензор градиента скорости на тензор вязких напряжений .
Поскольку индексы в этом выражении могут варьироваться от 1 до 3, всего существует 81 «коэффициент вязкости» . Однако, если предположить , что вязкость тензор ранга-4 является изотропным уменьшает эти 81 коэффициенты трех независимых параметров , , :
μ я j k ℓ {\ displaystyle \ mu _ {ijk \ ell}} ∂ v k / ∂ р ℓ {\ displaystyle \ partial v_ {k} / \ partial r _ {\ ell}} τ я j {\ displaystyle \ tau _ {ij}} μ я j k л {\ displaystyle \ mu _ {ijkl}} α {\ displaystyle \ alpha} β {\ displaystyle \ beta} γ {\ displaystyle \ gamma}
- μ я j k ℓ знак равно α δ я j δ k ℓ + β δ я k δ j ℓ + γ δ я ℓ δ j k , {\ displaystyle \ mu _ {ijk \ ell} = \ alpha \ delta _ {ij} \ delta _ {k \ ell} + \ beta \ delta _ {ik} \ delta _ {j \ ell} + \ gamma \ delta _ {i \ ell} \ delta _ {jk},}
и, кроме того, предполагается, что никакие вязкие силы не могут возникнуть, когда жидкость подвергается простому вращению твердого тела, таким образом , остаются только два независимых параметра.
{\ dagger} \ right] — \ left ({\ frac {2}) {3}} \ mu — \ kappa \ right) (\ nabla \ cdot \ mathbf {v}) \ mathbf {\ delta},}
где — единичный тензор, а крестик обозначает транспонирование . Это уравнение можно рассматривать как обобщенную форму закона вязкости Ньютона. δ {\ displaystyle \ mathbf {\ delta}} † {\ displaystyle \ dagger}
Объемная вязкость (также называемая объемной вязкостью) выражает тип внутреннего трения, которое сопротивляется сжатию или расширению жидкости без сдвига. Знание часто не требуется в задачах гидродинамики. Например, несжимаемая жидкость удовлетворяет, поэтому термин «содержащий» отпадает. Более того, часто считается, что для газов пренебрежимо мало, поскольку оно находится в одноатомном идеальном газе . Одна ситуация, в которой может иметь значение, — это расчет потерь энергии в звуковых и ударных волнах , описываемых законом затухания звука Стокса , поскольку эти явления включают быстрые расширения и сжатия. κ {\ displaystyle \ kappa} ∇ ⋅ v знак равно 0 {\ Displaystyle \ набла \ cdot \ mathbf {v} = 0} κ {\ displaystyle \ kappa} κ {\ displaystyle \ kappa} 0 {\ displaystyle 0} κ {\ displaystyle \ kappa}
Таблицы перевода физических величин — Уралстройтехнологии
Таблицы перевода значений.
На данной странице приведены основные единицы измерения применяемые для составления технического задания:
Единицы измерения объемного расхода:
| Единица измерения | Значение в м3/час |
| 1 кубометр в секунду (м3/сек) | |
| 1 кубометр в минуту (м3/мин) | 60 м3/час |
| 1 кубометр в час (м3/час) | 1 м3/час |
| 1 кубометр в сутки (м3/сутки) | 0.04167 м3/час |
| 1 литр в час (л/час) | 0.0001141 м3/час |
| 1 литр в секунду (л/сек) | 3.6 м3/час |
| 1 литр в минуту (л/мин) | 0.06 м3/час |
| 1 литр в час (л/час) | 0. 001 м3/час |
| 1 литр в сутки (л/сутки) | 0.00004167 м3/час |
| 1 литр в год (л/год) | 0.0000001141 м3/час |
Для перевода массового расхода в объемный, необходимо значение массового расхода разделить на плотность жидкости.
Единицы измерения массового расхода:
| Единица измерения | Значение в т/час |
| 1 тонна в секунду (т/сек) | 3 600 т/час |
| 1 тонна в минуту (т/мин) | 60 т/час |
| 1 тонна в час (т/час) | 1 т/час |
| 1 тонна в сутки (т/сутки) | 0.04167 т/час |
| 1 тонна в год (т/год) | 0.0001141 т/час |
| 1 килограмм в секунду (кг/сек) | 3. 6 т/час |
| 1 килограмм в минуту (кг/мин) | 0.06 т/час |
| 1 килограмм в час (кг/час) | 0.001 т/час |
| 1 килограмм в сутки (кг/сутки) | 0.00004167 т/час |
| 1 килограмм в год (кг/год) | 0.0000001141 т/час |
Для перевода объемного расхода в массовый, необходимо значение объемного расхода умножить на плотность жидкости.
Единицы измерения давления:
| Единица измерения | Значения в бар |
| 1 бар | 1 бар |
| 1 килопаскаль (КПа) | 0.01 бар |
| 1 мегапаскаль (МПа) | 10 бар |
| 1 паскаль (Па) | 0.00001 бар |
| 1 грамм силы на квадратный сантиметр (gf/cm²) | 0. 0009807 бар |
| 1 килограмм силы на квадратный сантиметр (kgf/cm²) | 0.9807 бар |
| 1 тонна силы на квадратный сантиметр (tf/cm2) | 980.7 бар |
| 1 килограмм силы на квадратный метр (kgf/m²) | 0.00009807 бар |
| 1 тонна силы на квадратный метр (tf/m²) | 0.09807 бар |
| 1 ньютон на квадратный метр (N/m²) | 0.00001 бар |
| 1 миллиметр ртутного столба (торр) | 0.001333 бар |
| 1 метр водного столба (м.в.ст.) | 0.09807 бар |
| 1 физическая атмосфера (атм) | 1.013 бар |
| 1 техническая атмосфера (ат) | 0.9807 бар |
Значения приведены для нормальных условий.
Единицы измерения мощности:
| Единица измерения | Значения в кВт |
| 1 ватт (Вт) | 0.001 кВт |
| 1 вольт-ампер (ВА) | 0.001 кВт |
| 1 кВт | 1 кВт |
| 1 МВт | 1000 кВт |
| 1 механическая лошадиная сила (hp(I)) | 0.7457 кВт |
| 1 электрическая лошадиная сила (hp(E)) | 0.746 кВт |
| 1 килограмм-сила метр в секунду (кгс*м/с) | 0.009807 кВт |
Единицы измерения плотности:
| Единица измерения | Значения в т/м3 |
| 1 тонна на кубометр (т/м3) | 1 т/м3 |
| 1 килограмм на кубометр (кг/м3) | 0. 001 т/м3 |
| 1 грамм на кубометр (г/м3) | 0.000001 т/м3 |
| 1 килограмм на литр (кг/л) | 1 т/м3 |
| 1 грамм на литр (г/л) | 0.001 т/м3 |
| 1 килограмм на кубический дециметр (кг/дм³) | 1 т/м3 |
| 1 килограмм на кубический сантиметр (кг/см³) | 1000 т/м3 |
Единицы измерения динамической вязкости:
| Единица измерения | Значения в сП |
| 1 Пуаз (П) | 100 сП |
| 1 сантиПуаз | 1 сП |
| 1 дин·с/см² | 100 сП |
| 1 кгс·с/м² | 9 899.0577 сП |
| 1 паскаль секунда (Па·с) | 1000 сП |
| 1 ньютон секунда на метр квадратный (Н·с/м²) | 1000 сП |
Единицы измерения кинематической вязкости:
| Единица измерения | Значения в сСт |
| 1 Стокс (Ст) | 100 сСт |
| 1 сантистокс (сСт) | 1 сСт |
| 1 квадратный миллиметр на секунду (мм2/с) | 1 сСт |
| 1 сантиметр квадратный на секунду (см2/с) | 100 сСт |
| 1 метр квадратный на секунду (м2/с) | 1000000 сСт |
Кинематическая вязкость ν – отношение динамической вязкости µ к плотности жидкости ρ и определяется формулой:
ν = µ / ρ, где µ — динамическая вязкость, Па·с, ρ — плотность жидкости, кг/м³.
Для удобной и быстрой конвертации величин рекомендуем воспользоваться данным сервисом: www.convert-me.com
Мир современных материалов — Измерение вязкости
Важным показателем качества жидких, а также аморфных вязких материалов (смолы, компаунды) является вязкость, которая имеет большое значение в технологии электрической изоляции при пропитке, опрессовке и т.п.
Различают три вида вязкости – динамическая, кинематическая и условная.
Динамическую вязкость измеряют в паскаль-секундах. Паскаль-секунда (Па×с)– это динамическая вязкость среды, при ламинарном течении которой в слоях, находящихся на расстоянии 1 м, в направлении перпендикулярном течению, под действием давления сдвига 1 Па возникает разность скоростей течения 1 м/с. В практике испытаний применяется другая единица – пуаз (П): 1 П=0,1 Па×с. Одним из определений динамической вязкости η является закон Стокса, согласно которому скорость V движения шара радиусом r в вязкой среде под действием силы F равна:
Закон Стокса действителен для малой скорости V движения шара в неограниченном объеме жидкости.
Динамическую вязкость жидкостей измеряют ротационными вискозиметрами, которые удобны для испытаний высоковязких материалов, таких как полимеры, расплавленные битумы и т.п. Существует ряд их конструкций. В одной из них испытуемая жидкость помещается в пространство между двумя коаксиальными цилиндрами, внешний из которых неподвижен, а внутренний вращается вокруг вертикальной оси либо с постоянной частотой, либо с замедлением после отключения двигателя, который привел его во вращение. Вязкость определяется по затрате мощности на вращение или по степени замедления. Цилиндр может начать вращаться и под действием веса груза, который подвешен на нити, перекинутой через блок, соединенный с осью внутреннего цилиндра. В этом случае динамическая вязкость жидкости определяется по формуле:
где P – вес груза; ΔP – поправка на трение подшипников прибора; n – частота вращения внутреннего цилиндра; K – постоянная, зависящая от геометрических размеров прибора.
Для непрерывного измерения динамической вязкости весьма малых объемов жидкости (до 5 см3) применяются ультразвуковые (вибрационные) вискозиметры, принцип действия которых основан на определении времени затухания ультразвуковых колебаний.
Кинематическая вязкость ν — отношение динамической вязкости η к плотности вещества, единица измерения м2/с. На практике ее иногда измеряют в стоксах: 1 стокс (Ст)=10—4 м2/с. С помощью капиллярных вискозиметров эта характеристика определяется по времени истечения заданного объема испытуемой жидкости через капилляр заданного диаметра.
Условная вязкость — характеристика, получаемая при определенной методике испытания. Эта величина связывается с динамической и кинематической вязкостью приближенными эмпирическими соотношениями.
Если требуется определить вязкость жидкости с небольшим временем истечения, то пользуются вискозиметрами ВЗ, которые предназначены для измерения вязкости электроизоляционных лаков. За условную вязкость в этом случае принимается время непрерывного истечения (в секундах) определенного объема испытуемого материала через калиброванное стальное сопло. Результат измерения умножают на поправочный коэффициент (от 0,9 до 1,1).
Кинематическую вязкость определяют с помощью градуировочной кривой, которая представляет собой зависимость времени истечения в секундах от вязкости испытуемых жидкостей, мм2/с.
Вас также может заинтересовать:
Вязкость Единицы измерения — Энциклопедия по машиностроению XXL
Ввиду этого разработаны специальные приборы (вискозиметры), с помощью которых производятся измерения скорости течения жидкости через калиброванные отверстия. Измерения, полученные таким путем, количественно связаны с вязкостью, выраженной в единицах массы, времени и длины. Подобным способом определяется относительная вязкость, единицы измерения которой непосредственно не связаны с физической природой вязкости. Так, например, в ряде стран, в том числе и в СССР, распространены градусы или секунды Энглера. Такими единицами выражается вязкость, измеренная вискозиметром, основанным на истечении жидкости через калиброванное отверстие определенного диаметра (2,8 мм).
В этом приборе определяется время t истечения под собственным весом 200 испытываемой жидкости из цилиндрического сосуда через заданное отверстие при данной температуре, которое сравнивается с временем истечения из того же сосуда 200 см воды при температуре 20° С. В соответствии с этим вязкость жидкости по Энглеру (в градусах Энглера) выражается отношением
[c.18] Вязкость, единицы измерения 563, 564, 565 [c.600]
По стандарту единица измерения относительной вязкости называется градусом условной вязкости (обозначается °ВУ) численно она равна градусу Энглера. В табл. 15 приводится рекомендуемый стандартом перевод условной вязкости °ВУ в кинематическую. [c.123]
Таким образом, единицей измерения динамического коэффициента вязкости в физической системе единиц будет [c.111]
В технической системе единицей измерений вязкости служит
[c.
111]
Между единицами измерения динамического коэффициента вязкости в двух системах имеет место соотношение [c.111]
В технической системе единицей измерения кинематической вязкости является [c.112]
На практике оказывается, что достаточно установить единицы измерения для трёх величин каких именно,—это зависит от конкретных условий той или иной задачи в разных вопросах целесообразно за основные единицы брать единицы измерения различных величин. Так, в физических исследованиях удобно за основные единицы взять единицы длины, времени и массы, а в технике—единицы длины, времени и силы. Но можно было бы взять за основные единицы измерения также единицы скорости, вязкости и плотности и т. п. [c.14]
Число независимых единиц измерения можно сократить до одной, если мы примем за абсолютную безразмерную постоянную ещё одну размерную физическую постоянную, например коэффициент кинематической вязкости воды v или скорость света в пустоте с.
[c.18]
Наконец, мы можем рассматривать все физические величины как безразмерные, если примем соответствующие физические постоянные за абсолютные безразмерные постоянные. В этом случае исключается возможность употребления различных систем единиц измерения. Получается одна единственная система единиц измерения, основанная на выбранных физических постоянных (например, на гравитационной постоянной, скорости света и коэффициенте вязкости воды), значения которых принимаются в качестве абсолютных универсальных постоянных. [c.18]
Однако во многих явлениях такие специальные постоянные, как гравитационная постоянная, скорость света в пустоте или коэффициент кинематической вязкости воды, совершенно несущественны. Поэтому единая универсальная система единиц измерения, связанная с законами тяготения, распространения света и вязкого трения в воде или с какими-нибудь другими физическими процессами, во многих случаях носила бы искусственный характер и была бы практически неудобна.
Наоборот, практически в различных разделах физики удобно пользоваться системами единиц измерения с различными основными единицами в соответствии с существом и сравнительной значимостью физических понятий, участвующих в рассматриваемых явлениях.
[c.19]
По стандарту единица измерения относительной вязкости называется градусом условной вязкости (обозначается °ВУ), который численно равен градусу Энглера. [c.307]
О. Рейнольдс, изучавший движение жидкости в трубе, нашел, что характер движения жидкости определяется значением безразмерного комплекса величин (odp/Tj, носящего теперь его имя (число, или критерий Рейнольдса) и обозначаемого Re. Здесь а — средняя скорость движения жидкости d — диаметр трубы р — плотность жидкости т) — вязкость жидкости (об единицах измерения плотности и вязкости — см. дальше в этом параграфе). [c.229]
В гл. 3 рассматриваются рекомендуемые методы исследования теплофизических свойств органических и кремнийорганических теплоносителей.
На основании анализа и обобщения наиболее достоверных опытных данных авторами составлены таблицы рекомендуемых значений теплофизических свойств плотности, теплоемкости, вязкости, теплопроводности, поверхностного натяжения. Оценена погрешность табулированных значений теило-физических свойств. Та блицы рекомендуемых величин в настоящей работе представлены в Международной системе единиц СИ. В разделах, посвященных анализу работ других авторов, сохранены принятые ими единицы измерения.
[c.4]
В физических исследованиях в качестве основных единиц измерения принимаются единицы длины, времени и массы. В технических расчетах до последнего времени чаще всего пользуются единицами измерения длины, времени и силы.
В этом случае единица массы, как и единицы скорости, энергии, площади, вязкости и другие являются производными.
[c.5]
В системе СГС ц измеряется в г см сек. Эта единица измерения называется пуазом. Кинематический коэффициент вязкости [c.9]
Динамическая вязкость является мерой сопротивления, оказываемого жидкостью или газом при сдвиге их частиц относительно друг друга. За единицу измерения динамической вязкости принят пуаз. Пуаз — это вязкость такой жидкости, в которой сила в 1 дин перемещает друг относительно друга слои жидкости площадью [c.8]
Соотношения между единицами измерения вязкости в системах МКС, СГС [c.176]
Пересчёт вязкости, выраженной в градусах Энглера, в единицы измерения СИ (м /с) производится по формуле [c.11]
По графику (рис. 7.5) при температуре t = 20° находим вязкость масла V = 1 Ст = 10″ m / . Подставляя значения величин в основных единицах измерения системы СИ, получим
[c.
128]
При испытании на ударный изгиб определяют ударную вязкость и/или процентное отношение хрупкой и вязкой составляющих поверхности излома образцов для металла шва, наплавленного металла, зоны сплавления и различных участков ЗТВ соединения при толщине 2 мм и более. Испытание проводится при комнатной температуре и, при необходимости, при пониженной (ниже О °С) и/или повышенной температуре. Единицей измерения ударной вязкости служит Дж/см (кгс м/см ). По значениям ударной вязкости и волокнистости (хрупкой) составляющей устанавливается критическая температуре хрупкости металла. Для испытания применяют образцы с U- и V-образным надрезом (рис. 6.11). Условное обозначение ударной вязкости включает символ ударной вязкости КС вид надреза — концентратора U, К [c.399]
Задание свойств жидкости плотности и вязкости в указанных единицах измерения. [c.98]
Рассмотрим два геометрически подобных тела, наделенных различными физическими и механическими свойствами массой, скоростью, упругостью, вязкостью, теплопроводностью, электрическим сопротивлением и т.
д. Каждое из указанных свойств может быть определено одним или несколькими параметрами и измерено в выбранной системе единиц измерения.
[c.34]
Единица измерения ударной вязкости — мегаджоуль на квадратный метр (МДж/м ). [c.55]
Единицей измерения кинематического коэффициента вязкости является стокс, равный v = 1 см 1сек. [c.16]
Показатель вязкости или, как еще его называют, тре-гциностойкости, определяют экспериментально путем испытания полосы с заранее сделанным острым надрезом. При нагружении замечают напряжение, при котором от края надреза начинает распространяться трещина. Затем по формуле (8.12) определяют показатель Кс, имеющий не совсем обычную единицу измерения МПа-м / . [c.371]
Однако в технике при фильтрационных расчетах пользуются обычно смешанной системой единиц, измеряя объемный расход в см 1сек, перепад давления — в атмосферах, вязкость жидкости — в сантипуазах, линейные размеры — в см.
В этой системе единицей измерения проницаемости является проницаемость такой пористой среды, в которой расход жидкости, равный 1 см сек, получается при площади сечения 1 см и перепаде в 1 атм на 1 см пути фильтрации при вязкости фильтрующейся жидкости, равной 1 сп эта единица измерения носит наименование дарси. Учитывая, что в физической системе единиц измерения 1 атм —981 000 дпн1см и 1 сантипуаз равняется 0,01 см /сек, можно установить, что 1 дарси равняется 1,02 10 Таким образом, проницаемость, например, песчаных грунтов для воды при С —0,006 сж/сек, по Павловскому, равна
[c.326]
Для основных величин, характеризующих ноток жидкости (скорость V. расход О, кинематическая вязкость V, динамическая вязкость р, плотность р, удельный вес 7), наиисать формулы размерностей и наименования единиц измерения в технической, физической и международной системах единиц. [c.150]
Если в формулу (6-2) подставить единицы измерении входящих в нее величин, получим, что в СИдтеМС MKG абсолютная вязкость измеряется единицей н -сек/м , а в системе МКГ СС — кгс-сек/м .
Очевидно,
[c.231]
Если в формулу (6-3) подставить значения единиц измерения входящих в нее величин, получим единицу измерения кинематической вязкости м 1сек, которая, очевидно, одна и та же для обеих систем. Необходимо только иметь в виду следующее. Абсолютная вязкость т] для газов, как показывают опыты, зависит от температуры зависимость же ее от давления (при малых давлениях) столь мала, что практически можно считать Ц = f (i). Что касается кинематической вязкости для газов, то, как показывает формула (6-3), V = / (р, t), так как плотность р = / (р, t). Отсюда для определения кинематической вязкости газов следует для заданной температуры из таблиц взять значение ti, а значение р для заданных р и t определить по формуле. Подставив то и другое значение в формулу (6-3), находят v для заданных условий. Для воды в первом приближении т] = / (/) значения р для воды берут из таблиц водяного пара. [c.232]
Коэффициент д, называется динамическим коэффициентом вязкости или просто коэффициентом вязкости его единица измерения Н-с/м .
При dwldn=l численно s = (i.
[c.127]
Единицей измерения кинематической вязкостп служит стокс ( m)- Он характеризует вязкость масла, плотность которого равна 1 г/см . Сотую часть стокса называют сантистоксо.м (сст). Вязкость дистиллированной воды при 20,2° С равна 1 сст- [c.69]
Единица измерения динамической вязкости д в системе СИ н-сек/м , или кг м-сек). Данные о вязкости некоторых жидкостей и газов приведены в приложении А, Динамическая вязкость капельных жидкостей обычно уменьшается с ростом температуры, а вязкость газов во астает. [c.27]
Единицей измерения динамической вязкости является пуаз (пз), равный 0,01 кГ-сек1м . [c.11]
Единицей измерения последней в системе СИ является и /с или более мелкая единица см с, которую принято называть стоксом, 1 Ст = 1 mV — Для измерения вязкости также используются санти-стоксы 1 сСт = 0,01 Ст. [c.11]
При испытании на ударный изгиб надрезанных образцов размером 10x10x55 мм определяется ударная вязкость зон сварного соединения.
Результаты испытаний оцениваются работой на разрушение [18], отнесенной к площади поперечного сечения образца в месте надреза, в том числе как а для образцов типа VI (с глубиной и шириной надреза по 2 мм и радиусом скругления 1 мм) или a 4s для образцов типа XI (с формой углового надреза глубиной 2 мм с углом раскрытия 45° и радиусом скругления 0,25 мм) с единицей измерения кгс-м/см , Дж/см или МДж/м1
[c.160]
У. характеризуется изменением скоростей взаимодействующих тел за очень, малое время (порядка 0,0014-0,1 ф УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ — механическая характеристика, оценивающая, работу разрушения надрезанного в(3-разца при ударном изгибе на маятаи-ковом стенде. У. характеризует склонность материала к хрупкому разрушению. Единица измерения Дж/м. [c.373]
Динамическая и кинематическая вязкость жидкости. Что это такое? :: SYL.ru
В быту очень часто понятие «вязкая жидкость» отождествляется с чем-то липучим, скользким, в чём можно испачкаться.
Отчасти так оно есть. Давайте подробнее разберемся в ситуации.
Вещества
Где бы мы с вами ни находились, нас всегда окружают вещества и физические тела, находящиеся в трёх агрегатных состояниях: в твёрдом, жидком и газообразном. Четвертое агрегатное состояние вещества — плазма — неспособно существовать в так называемых нормальных условиях. Для его поддержания необходимы искусственно созданные режимы. Жидкие и газообразные вещества занимают более 85 % объёма нашего жизненного пространства. Достаточно лишь упомянуть воздух, которым мы дышим, и воду, которую мы пьём. И любое из этих веществ можно охарактеризовать с точки зрения их вязкости.
В чём измеряют
По определению вязкость — это свойство текучих тел оказывать сопротивление их перемещению относительно неподвижной системы координат или друг друга. Существует динамическая и кинематическая вязкость. Динамическая вязкость в международной системе СИ измеряется в [Па*с] (Паскаль в секунду). С физической точки зрения эта величина показывает изменение потерь давления в единицу времени.
В системе СГС (сантиметр — грамм — секунда) она измеряется в пуазах (1 Па*с = 10 пуаз) и названа в честь знаменитого французского физика и врача Жана Луи Мари Пуазёйля.
Кинематическая вязкость измеряется в м2/с (в системе СИ) и в стоксах (чаще в сантистоксах). 1 сСт = 1 мм2/с. Это основополагающее значение данного свойства текучих сред. Через специальный прибор, вискозиметр, можно измерить вязкость любой жидкости. Её определённый (тарированный) объём пропускают через калиброванное отверстие без механического побуждения, лишь под действием силы тяжести.
Способ определения
Единица кинематической вязкости была определена ещё в конце сороковых годов двадцатого века советским ученым Я. И. Френкелем. В своих уравнениях он описывал механизм скатывания капель различных жидкостей с различных наклонных поверхностей (формула 2.1, см. рисунок выше), где r и m — радиус и масса капли, α — критический угол скатывания капли, θ — угол отекания капли, σ — коэффициент трения.
Из теории о движении молекул и обосновании времени их «осёдлости» Френкелем (и, независимо от него, на два года позже, французским физиком Андраде) было получено соотношение для расчета динамической вязкости (формула 2.2). Такая зависимость носит название «уравнение Френкеля — Андраде», хотя в зарубежной литературе имя советского физика часто опускают, называя её формулой Андраде.
Коэффициенты
В абсолютных величинах единица кинематической вязкости может быть получена из соотношения кинематической к динамической вязкости, через плотность среды (формула 2.3). Следует помнить, что сама вязкая среда не подразделяется на кинетическую или динамическую. Оба значения могут быть рассчитаны для любого вещества. Учитывая тот факт, что при протекании среды создается сопротивление движению, можно построить вектор силы вязкого трения. В абсолютных величинах он прямо пропорционален площади движения среды S и ее скорости v, и обратно пропорционален расстоянию между плоскостями h (формула 2.
4). Это значение называют коэффициентом динамической вязкости или коэффициентом пропорциональности. Знак минус указывает на противоположность приложения силы (направления вектора). Коэффициент кинематической вязкости, как правило, не рассчитывают. В редких случаях им называют уравнение соотношения (формула 2.3).
Зависимости
Вязкость играет довольно существенную роль при движении жидкостей. В результате действия сил прилипания (особенно у сильно вязких жидкостей) слой потока жидкости, находящийся непосредственно у твёрдой поверхности, остается неподвижным. Скорость остальных слоёв увеличивается при удалении от плоскости стенки. Кинематическая вязкость и динамическая растут с увеличением давления и уменьшаются с ростом температуры среды.
Газы и неньютоновские жидкости
Вязкость газообразных сред определяется в зависимости от их температуры. Для идеального газа можно воспользоваться формулой Сазерленда (формула 2.5). Эта формула применима в диапазоне температур от абсолютного нуля до 555 К и в диапазоне давлений не более 3,45 МПа.
Кинематическая вязкость неньютоновских жидкостей вычисляется по приведённому закону Навье — Стокса (формула 2.6), где σij — тензор вязких напряжений. К неньютоновским жидкостям относят псевдопластики (кровь, краска, кетчуп, лава и др.), а также дилатантные жидкости (жидкости с плотно перемешанными частичками, у которых вязкость резко возрастает при росте деформации сдвига).
В цифрах
Критический предел перехода в иное агрегатное состояние (твердое тело) у жидкостей достигается при значениях вязкости около 1011 — 1012 [Па*с]. При этом жидкость приобретает свойство стеклообразной массы (например, моноэтиленгликоль при концентрациях более 75 % в водном растворе). У чистой воды без примесей кинематическая вязкость при температуре 20 оС и атмосферном давлении составляет 1,006 * 106 м2/с.
Динамическая или абсолютная вязкость и кинематическая вязкость
Вязкость жидкости — важное свойство жидкости в гидродинамике. Вязкость жидкости представляет собой сопротивление трения внутри жидкости сдвиговому усилию, действующему на жидкость.
Динамическая вязкость (абсолютная вязкость)
Динамическая вязкость или Абсолютная вязкость используется для определения абсолютной вязкой силы, препятствующей потоку жидкости. Закон Ньютона установил связь между вязкой силой, сопротивляющейся началу потока жидкости, и градиентом скорости в жидкости.Согласно закону Ньютона величина вязкой силы, которая сопротивляется движению жидкости, прямо пропорциональна градиенту скорости в рассматриваемой точке, а направление вязкой силы противоположно потоку жидкости. Рассмотрим следующий рисунок, показывающий профиль скорости жидкости рядом с неподвижной стенкой. Градиент скорости в любой заданной точке представлен наклоном кривой профиля скорости, показанной на рисунке.
Градиент скорости = dV / dy ≈ ΔV / Δy (при Δy → 0)
Согласно закону Ньютона,
Вязкое напряжение = τ = — µ (dV / dy)
Здесь отрицательный знак указывает направление, противоположное потоку жидкости, а µ — это абсолютная вязкость или динамическая вязкость жидкости, которая действует как константа пропорциональности.Закон Ньютона означает вязкую силу на единицу площади жидкости, которая представлена вязким напряжением. Единицы вязкого напряжения такие же, как единицы давления.
Кинематическая вязкость
В некоторых случаях считается важным соотношение сил вязкости и сил инерции в потоке жидкости. Вязкие силы представлены плотностью жидкости, а силы вязкости представлены абсолютной или динамической вязкостью жидкости. Следовательно, отношение сил вязкости к силам инерции в жидкости выражается как (абсолютная вязкость / плотность).Это соотношение известно как кинематическая вязкость (ν) жидкости.
Кинематическая вязкость = ν = µ / ρ
Следует отметить, что абсолютная вязкость (µ) и плотность (ρ) являются свойствами жидкости, зависящими только от состояния жидкости (давления и температуры). Следовательно, кинематическая вязкость жидкости также зависит только от состояния жидкости, а не от расхода.
Изменение абсолютной вязкости в зависимости от температуры жидкости
Абсолютная вязкость жидкости и пара сильно зависит от температуры жидкости.Калькуляторы вязкости EnggCyclopedia для жидкостей и паров можно использовать для быстрого определения вязкости при заданной температуре.
Для сжимаемых жидкостей (газов) плотности зависят от давления в системе, и, следовательно, кинематическая вязкость газов также зависит от давления. Для несжимаемых жидкостей плотности не зависят от давления и, следовательно, кинематические вязкости для несжимаемых жидкостей зависят только от температуры.
404 — FungiLab —
Выберите категорию ASTM (5) 1076 — Стандартные спецификации для каучука — концентрированный, консервированный аммиак, кремовый и центрифугированный натуральный латекс (5) 1084 — Стандартное руководство по отбору проб смесей нефть / вода для оборудования для сбора разливов нефти (5) 115 — Стандартный метод испытаний для тонкости портландцемента с помощью турбидиметра (5) 1286 — Стандартная классификация для усовершенствованной керамики (изъята в 2002 г.) (5) 1417 — Стандартная практика испытания на проницаемость жидкости (5) 1439 — Стандартные методы испытаний для карбоксиметилцеллюлозы натрия (5) 1638 — Стандарт Терминология, относящаяся к ситам, методам просеивания и фильтрующим средам (5) 1824 — Стандартный метод определения кажущейся вязкости пластизолей и органозолей при низких скоростях сдвига (5) 2196 — Стандартные методы испытаний реологических свойств неньютоновских материалов с помощью ротационного вискозиметра ( 5) 2336 — Стандартные методы испытаний для систем огнестойких кожухов для консистентной смазки (5) 2364 — Стандартные методы испытаний для гидроксиэтилцеллюлозы (5) 239 3 — Стандартная практика проверки на месте установленных огнестойких соединительных систем и противопожарных барьеров по периметру (5) 2556 — Стандартные технические условия на паропроницаемые гибкие листовые водостойкие барьеры, предназначенные для механического крепления (5) 2669 — Стандартный метод испытаний на кажущуюся вязкость нефтяных восков, смешанных с добавками (термоклеями) (5) 2849 — Стандартная практика обращения с беспилотными авиационными системами на аэродромах отвода (5) 2983 — Стандартный метод испытания низкотемпературной вязкости жидкостей для автоматических трансмиссий, гидравлических жидкостей и смазочных материалов с использованием ротационный вискозиметр (5) 2994 — Стандартная практика использования мобильных, автоматизированных систем пропитки для труб с отверждением на месте (CIPP) (5) 3232 — Стандартные спецификации для управления полетом в малых самолетах (5) 3236 — Стандартный метод испытаний для очевидных Вязкость термоплавких клеев и материалов для покрытий (5) 3716 — Стандартные методы испытаний для использования эмульсионных полимеров в полиролях для полов (5) 789 — Стандартные технические условия на бесшовные и сварные трубы из ферритной / аустенитной нержавеющей стали для общего обслуживания (5) ISO (5) 1652 — Латекс каучука — Определение кажущейся вязкости методом испытания Брукфилда (5) 2555 — Пластмассы — Смолы в жидком состоянии или в виде эмульсий или дисперсий — Определение кажущейся вязкости методом испытаний Брукфилда (3) Кинематические вискозиметры (7) Капиллярные (3) Проточные стаканы (2) Вискобар (1) Ротационные вискозиметры (13) Принадлежности (6) Серия Master (2) Серия V (2) Серия Viscolead (3) Стандартные масла (3) Термостатические ванны (6) Аксессуары (2) Нагреватели (2) Нагревательные ванны (2)
Примечания к редакциипо потоку жидкостей и вязкости
(Механические свойства жидкостей): -
(а) Несжимаемая
(б) Невязкая
(c) Течение идеальной жидкости иррационально
(d) Способен к устойчивому потоку
- Линейный поток: — Течение жидкой жидкости называется обтекаемым, если скорость молекулы в любой точке совпадает со скоростью предыдущей.
Трубка потока: — Пучок линий тока, имеющих одинаковую скорость жидкостных элементов, в любом поперечном сечении, перпендикулярном направлению потока, называется трубкой потока.
Ламинарный поток: — Это особый случай линейного потока, в котором скорости всех молекул на одной линии тока одинаковы на всем протяжении его движения.
Турбулентный поток: — Всякий раз, когда скорость жидкости очень высока или она проносится мимо препятствия, так что происходит резкое изменение направления движения, движение жидкости становится нерегулярным, образуя водовороты или водовороты.Такой тип движения жидкости называется турбулентным потоком.
Скорость потока (Уравнение непрерывности): —
? Av = Константа (a 1 v 1 = a 2 v 2 )
Уравнение неразрывности можно рассматривать как утверждение о сохранении массы.
Итак, v ∝ 1 / a
Скорость потока жидкости изменяется обратно пропорционально площади поперечного сечения отверстия, из которого выходит жидкость.
(a) Кинетическая энергия: — Это энергия, которой обладает жидкость в силу своей скорости.
К.Е. = ½ мв 2
К.Э. на единицу массы = ½ v 2
К.Э. на единицу объема = ½ [mv 2 / V] = ½ ρv 2
Здесь ρ — плотность жидкости.
(b) Потенциальная энергия: — Это энергия, которой обладает жидкость в силу ее положения.
Потенциальная энергия = mgh
стр.E на единицу массы = mgh / m = gh
ПЭ на единицу объема = mgh / V = ρgh
(c) Энергия давления: — Это энергия, которой обладает жидкость благодаря своему давлению.
Энергия давления = p × V = m (p / ρ)
Энергия давления на единицу массы = p / ρ
Энергия давления на единицу объема = p × V / V = p
E = ½ mv 2 + mgh + mp / ρ
Полная энергия на единицу массы = ½ v 2 + gh + p / ρ
Общая энергия на единицу объема = ½ ρv 2 + ρgh + p
Уравнение Бернулли: — Оно утверждает, что полная энергия небольшого количества несжимаемой невязкой жидкости, текущей без трения из одной точки в другую в обтекаемом потоке, остается постоянной на протяжении всего перемещения.
(a) ½ mv 2 + mgh + mp / ρ = Константа
(b) ½ v 2 + gh + p / ρ = Константа
(c) ½ ρv 2 + ρgh + p = Константа или v 2 / 2g + h + p / ρg = Константа
Член v 2 / 2g называется скоростным напором, h называется гравитационным напором, а p / ρg называется напором.
Следовательно, теорема Бернулли утверждает, что в случае несжимаемой невязкой жидкости, текущей из одной точки в другую в обтекаемом потоке, сумма скоростного напора, гравитационного напора и напора является постоянной величиной.
(a) Сила вязкости, которая проявляется в случае движущихся жидкостей, не учитывалась.
(b) Потери энергии из-за тепла не учитываются.
(c) Когда жидкость течет по криволинейной траектории, энергия центростремительной силы также не учитывается.
v = K / bd
или v ∝ 1 / день
? Это устройство, используемое для измерения скорости потока жидкостей, обычно воды, по трубам.
Расход воды, Q = a 1 a 2 √2hg / [a 1 2 -a 2 2 ]
В нем говорится, что скорость истечения жидкости (V) из отверстия равна скорости, приобретаемой телом, свободно падающим (v) с поверхности жидкости в отверстие.
Итак, V = v = √2gh
Вязкость: — Вязкость — это свойство жидкостей, благодаря которому они имеют тенденцию разрушать любое относительное движение между своими слоями.
Градиент скорости: — Градиент скорости определяется как скорость изменения скорости по отношению к расстоянию.
(a) Градиент скорости = dv / dr
(b) Размер градиента скорости = [dv / dr] = [T -1 ]
(c) Направление градиента скорости перпендикулярно направлению потока, направленное в сторону увеличения скорости.
(d) Градиент средней скорости: — Градиент средней скорости — это разница между скоростями двух слоев, разделенных на единицу расстояния друг от друга.
Средний градиент скорости = Δv / Δr
В соответствии с законом вязкости Ньютона сила вязкого сопротивления зависит от природы жидкости, а также от следующих факторов: —
(а) F∝A (общая площадь двух слоев)
(б) F∝dv / dr (градиент скорости)
(в) Итак, F = ηA (дв / др)
Здесь η называется коэффициентом вязкости жидкости.
η v = напряжение сдвига / градиент скорости = (F / A) / (dv / dr)
η r = напряжение сдвига / деформация сдвига = (F / A) / (θ) = (F / A) / (dx / dr)
Здесь θ = dx / dr = градиент смещения
F = ηA (dv / dr), если A = 1, dv = 1, dr = 1, F = η
Коэффициент вязкости жидкости определяется как тангенциальная сила на единицу площади, которая требуется для поддержания (или сопротивления) единичной относительной скорости между двумя слоями на единичном расстоянии друг от друга.
или
Коэффициент вязкости жидкости определяется как тангенциальная сила на единицу площади, которая требуется для поддержания единичного градиента скорости между ее слоями.
Единица измерения η: —
S.I: — η = 1 дека пуаз = 1 Н · с / м 2
Коэффициент вязкости жидкости считается равным одному декапуазу, если тангенциальная сила 1 Н на квадратный метр требуется для поддержания относительной скорости 1 мс -1 между ее слоями на расстоянии 1 м друг от друга.
C.G.S: — η = 1 пуаз = 1 дин сек / см 2
Коэффициент вязкости жидкости считается равным одному пуазу, если тангенциальная сила в 1 дин на квадратный см требуется для поддержания относительной скорости 1 см. -1 между ее слоями на расстоянии 1 см друг от друга.
1 дека-пуаз = 10 пуаз
η = Fdr / Adv = [M 1 L -1 T -1 ]
Текучесть = 1 / η
Единица текучести: пуаз -1
Размер текучести: [M -1 L 1 T 1 ]
Кинематическая вязкость = η / ρ
Единицы кинематической вязкости: — C.G.S — 1 сток = см 2 с -1
Кинетическая вязкость жидкости, имеющей динамическую вязкость 1 пуаз и плотность 1 г · см -3 , называется 1 сток.
Размерная формула кинематической вязкости = η / ρ = [M 0 L 2 T -1 ]
v c = N R η / ρD
Здесь η — коэффициент вязкости жидкости, ρ — плотность жидкости, D — диаметр трубки.
Число Рейнольдса, N R = ρv c D / η
(а) Коэффициент вязкости жидкости η
(b) Радиус движущегося тела r
(c) Скорость тела v
Итак, сила вязкости, F = 6π η r v
(а) Влияние температуры: —
η = A / (1 + Bt) с
Здесь A, B и C — константы.
Опять же, ηv 1/2 = Ae c / vt
Здесь A и C — постоянные, а v — относительная скорость.
(b) Влияние давления: — Коэффициент вязкости жидкостей увеличивается из-за увеличения давления, но пока нет связи, объясняющей этот эффект.
(a) Влияние температуры: — Коэффициент вязкости газа при заданной температуре определяется выражением
.η = η 0 AT 1/2
Здесь T — абсолютная температура газа.
Модифицированная формула, η = [η 0 AT 1/2 ] / [1+ (S / T)]
(b) Влияние давления: — При низком давлении коэффициент вязкости газа напрямую зависит от давления.
V = πpr 4 / 8ηl = p / (8ηl / πr 4 ) = p / R
Здесь p — разница давлений между двумя концами капилляра, а R — сопротивление жидкости.
Контейнеры с ускоренной жидкостью: — tan θ = a x / г
Если W — вес тела, а U — сила тяги жидкости к телу, то
(а) Тело тонет в жидкости W> U
(b) Кузов просто полностью погружен в воду, если W = U
Здесь ρ — плотность жидкости.
P = P 0 + hρg
Здесь P 0 — атмосферное давление, а h — глубина точки относительно свободной поверхности жидкости.
Особенности курса
- 728 Видеолекции
- Примечания к редакции
- Документы за предыдущий год
- Интеллектуальная карта
- Планировщик исследования
- Решения NCERT
- Обсуждение Форум
- Тестовая бумага с видео-решением
.
