Главная \ Статьи \ Понятие динамической и кинетической вязкости

Понятие динамической и кинетической вязкости

« Назад

Вязкостью называется свойство жидкости сопротивляться внешнему воздействию благодаря внутреннему трению, возникающему между слоями.

Для определения вязкости существует два основных параметра: динамическая вязкость и кинематическая вязкость, которые связаны между собой соотношением:

связь вязкостей

Где ν – кинематическая вязкость, м2/с;

µ - динамическая вязкость, Па*с;

ρ – плотность жидкости, кг/м3.

Между слоями жидкости, движущимися друг относительно друга, возникает сила. Эта сила прямо пропорциональна скорости движения и площади соприкосновения.

В 1687 году И. Ньютоном был установлен закон вязкого течения жидкости:

Закон Ньютона

где τ – касательные напряжения;

Коэффициент пропорциональности µ и назвали динамической вязкостью жидкости.

Динамическая и кинематическая вязкости зависят от температуры рабочей среды. Причем для газов и жидкостей эта зависимость различна. Это связано с различием во взаимодействии молекул. Для капельных жидкостей оба коэффициента убывают с возрастанием температуры.

img-5dtyc6

Для определения вязкости используются специальные приборы – вискозиметры (U-образная стеклянная трубка). Одно из колен вискозиметра содержит впаянный капилляр, который оканчивается шариком. Под шариком и над ним нанесены метки, которые ограничивают определенный объем.

Для определения вязкости жидкости необходимо выбрать эталонную жидкость, вязкость которой является известной величиной. Для определения вязкости рабочей жидкости используется формула:

опред.вязкости

где µ - вязкость рабочей жидкости;

µ0 – вязкость эталонной жидкости;

t – время истечения через капилляр исследуемой жидкости;

t0 – время истечения через капилляр эталонной жидкости;

ρ – плотность исследуемой жидкости;

ρ0 – плотность эталонной жидкости.

Так же существует понятие условной вязкости. Это отношение времени истечения через вискозиметр испытуемой жидкости при рабочей температуре к времени истечения дистиллированной воды при температуре 20°С (водное число). Водное соотношение является постоянной величиной для каждого прибора. Это соотношения выражается условными градусами.

ВУ

где ВУ – условная вязкость;

tH2O – водное число.

Еще один метод определения вязкости жидкости – метод Стокса.

Image202

Он заключается в бросании различных шариков в жидкость и измерении скорости их падения. На шарик действуют три силы: сила тяжести, выталкивающая сила и сила сопротивления окружающей среды.

сила тяжести

где Fтяж – сила тяжести;

m – масса шарика;

r – радиус шарика;

ρш – плотность шарика.

Выталкивающая сила

где FA – выталкивающая сила.

Сила сопротивления

где Fc – сила сопротивления окружающей среды;

ϑ – скорость движения шарика.

Баланс сил

Подставив выражения для сил, действующих на шарик в итоговое уравнение, можно найти вязкость жидкости:

вязкость

где d – диаметр шарика;

t – время падения шарика;

l – расстояние, пройденной шариком.

 

 

 



« Назад