Sub fluid vâscozității înțeleg proprietatea de a asigura rezistența la mișcarea particulelor sale. Motivul fizic viscozitatea este interacțiunea moleculară. Din cauza diferenței în structura moleculară a lichidului și a picăturilor de gaz, precum și natura diferitelor vâscozități lor. În lichide, vâscozitatea este o manifestare a forțelor de cuplare între moleculele din gazele de ea - rezultatul interacțiunii cauzate de mișcarea aleatorie a moleculelor. Prin urmare, atunci când creșterea temperaturii în viscozitatea crește datorită gazului molecule mișcări mai intense. Dimpotrivă, în creșterea picaturii temperaturii conduce la scăderea viscozității, ca o creștere a distanței medii dintre molecule.
Starea de echilibru a materiei caracterizată printr-o distribuție în spațiu a parametrilor săi. În cazul în care din cauza orice impact ar fi că, la un moment dat în spațiu era dezechilibru, substanța începe să se întâmple de schimb mecanice sau termice, care tinde să netezi inegală. In general, acest schimb se numește un proces de transfer. In diverse fenomene pot fi observate procese de transfer de energie, în masă (material), și cantități de mișcare. Așa cum se va arăta mai jos, vâscozitatea datorită procesului de transfer de impuls.
Pentru a înțelege modul în care apar forțele vâscoase, ia în considerare fluxul de lichid într-un tub circular. Să presupunem că vectorii viteza particulelor sunt paralele cu axa x. Privind în perspectivă, observăm că există o astfel de flux în natură și se numește laminar.
Folosind percepție pur intuitivă, să stabilească forma distribuției vitezei în secțiunea transversală de curgere. Imediat, observăm că imaginea grafică
distribuția vitezei în secțiunea transversală se numește curba ratei (sau câmpul de viteză). Evident, viteza particulelor, amplasate la pereții tubului sunt zero și crește pe măsură ce se apropie de axa (pe axa) așa cum este prezentat în Fig. 2.1.
Luați în considerare două straturi de fluid (a-a și b-b), dispuse la o distanță dy. strat Presupunem că o-o mișcare cu viteză u. Apoi, după cum rezultă din diagramele, stratul are un b-b u + du viteză. Astfel, fețele superioară și inferioară ale particulelor de lichid rectangulare situate între straturi, viteze diferite în conformitate cu legile mecanicii ar trebui să conducă la deformarea ei. Rețineți că o astfel de mișcare în fluid numită forfecare simplă sau peste forfecare pură.
Interacțiunea moleculelor prin elementul dă naștere la componenta de stres tangențială. Semnul acestei componente, și anume direcția sa este de așa natură încât aceasta corespunde cu reducerea diferenței de viteză pe ambele părți ale elementului. Forțele de frecare ce apar între straturile unui fluid în mișcare, se determină conform formulei propuse de Newton și au confirmat numeroase și atent proiectate experimente profesorul nostru național N.P.Petrova. Această formulă este următoarea:
unde S - suprafața straturilor învecinate;
- viscozitatea dinamică, care depinde de natura fizică a lichidului, starea sa de agregare și temperatura și este practic independent de presiunea. Viscozitatea dinamică exprimată în Pas.
de multe ori nu sunt utilizate în aplicații tehnice dinamice, iar viscozitatea cinematică este raportul dintre
vâscozitatea cinematică este exprimată în m2 / s.
Valoarea reprezintă modificarea vitezei în direcția normală să-l, fie, dacă vorbim despre diagrama - rata de rata de schimbare. Uneori, această valoare se numește un gradient de viteză transversală.
Se împarte stânga și dreapta (2.4) pe relația S. nu este pur și simplu tensiunea de forfecare, adică,
Astfel, se poate spune că vâscozitatea fluidului - este abilitatea de a rezista la eforturi de forfecare.
(2.6), puteți face o altă concluzie importantă. În cazul în care lichidul este într-o stare de repaus, și, prin urmare. și anume Forțele vâscoase nu apar în fluidul în repaus. Acest lucru este în concordanță cu conceptele de zi cu zi uzuale. Într-adevăr, în scopul de a răspunde la întrebarea dacă un mediu vâscos, turnat într-un vas, cum ar fi un pahar în picioare pe o masă, trebuie fie să încerce să-l toarnă într-un alt recipient, sau muiată în ea un obiect, pentru a vedea cum curge de la ea. Semnificația acestor acțiuni este că ne simțim intuitiv că mișcarea mediului este obligată să respecte.
Mai sus a fost sugerat că vâscozitatea datorită transferului de impuls. Pentru a vedea acest lucru, ia în considerare formula lui Newton din punctul de vedere al cantităților fizice ale membrului său
În numărătorul - numărul de mișcări, și anume - aceasta este cantitatea de trafic transportat de pe unitate de suprafață pe unitatea de timp.
Potriviți sensul fizic al crucii gradientul vitezei, pe care îl considerăm o particulă de lichid așa cum se arată în Fig. 2.2. Din cauza diferenței de viteză în fețele de sus și de jos ale particulei inițial dreptunghiulare vor fi deformate și transformată într-un paralelogram.
segment dl caracterizează cantitatea de deformare în timpul dt. și anume . atunci. dar
. atunci. În consecință, gradientul vitezei transversal este viteza de forfecare tulpina relativă. Astfel, tensiunea de forfecare în lichid este dependentă liniar de coeficientul de tensiune. Această diferență fundamentală între lichidul din solid, care forfeca tensiunile depind de cantitatea de deformare, mai degrabă decât pe viteza sa.
Fluidele care satisfac (2.6) sunt numite Newtonian și nu ascultă această formulă - Newtonian. Acestea din urmă includ soluții de polimeri, și altele.