Kelikatan dinamik bendalir. Apakah maksud fizikal dan mekanikal?

cecair ditakrifkan sebagai badan fizikal, keupayaan untuk menukar bentuknya pada pengaruh sewenang-wenangnya kecil di atasnya. Biasanya Terdapat dua jenis utama cecair dan gas titisan. Titisan cecair - cecair dalam erti kata biasa: air, minyak tanah, minyak dan sebagainya. cecair gas - gas yang di bawah keadaan biasa, sebagai contoh, bahan-bahan gas seperti udara, nitrogen, propana, oksigen.

sebatian ini berbeza dalam struktur molekul dan jenis interaksi molekul antara satu sama lain. Walau bagaimanapun, dari segi pandangan mekanik, mereka adalah media yang berterusan. Dan kerana ini, kerana mereka mengenal pasti beberapa ciri-ciri mekanikal biasa: ketumpatan dan graviti tentu; dan asas -ciri fizikal: kebolehmampatan, pengembangan haba, kekuatan tegangan, kekuatan ketegangan permukaan dan kelikatan.

Di bawah kelikatan memahami harta sesuatu bahan cecair menahan gelongsor atau beralih lapisannya satu sama lain. Intipati konsep ini adalah berlakunya daya geseran antara lapisan yang berbeza dalam bendalir semasa gerakan relatif mereka. Membezakan antara konsep "kelikatan dinamik cecair" dan "kelikatan kinetik" itu. Seterusnya, mengambil melihat dengan lebih dekat, apakah perbezaan antara konsep-konsep ini.

konsep asas dan dimensi

daya likat F, yang timbul daripada bergerak relatif kepada satu lapisan bersebelahan lain bendalir umum adalah berkadar terus dengan halaju lapisan dan kawasan sentuhan mereka S. kuasa ini bertindak dalam arah yang berserenjang dengan usul itu, dan dinyatakan dalam Newton persamaan adalah secara analisis

F = μS (ΔV) / (Δn),

di mana (ΔV) / (Δn) = GV - kecerunan halaju dalam arah yang normal kepada segmen yang bergerak.

Pekali perkadaran μ - adalah kelikatan dinamik, atau hanya kelikatan umum cecair. Dari persamaan Newton ia adalah

μ = F / (S ∙ GV).

Dalam unit sistem pengukuran fizikal kelikatan ditakrifkan sebagai kelikatan sederhana, di mana sekurang-unit kecerunan halaju GV = 1 cm / sec per sentimeter persegi lapisan tindakan daya geseran dalam 1 dyne. Oleh itu, dimensi unit dalam sistem ini dinyatakan dalam dynes ∙ ∙ s cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Langkah ini dipanggil sikap tenang kelikatan dinamik (P).

1 P = 0.1 Pas ∙ c = 0,0102 kgf ∙ ∙ dengan m ^ (- 2).

Dikenakan dan unit-unit kecil iaitu: P 1 = 100 centipoises (cps) = 1000 MPAs (millipuaz) 1000000 = INC (mikropuaz). Dalam sistem teknikal untuk unit nilai kelikatan mengambil kgf ∙ ∙ dengan m ^ (- 2).

Dalam unit sistem antarabangsa kelikatan ditakrifkan sebagai kelikatan sederhana, di mana sekurang-unit kecerunan halaju GV = 1 m / s 1 m per meter persegi lapisan bertindak daya geseran cecair 1 N (Newton). Nilai dimensi μ dalam SI dinyatakan dalam kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ dengan (- 1).

Ciri-ciri yang lebih lanjut sebagaimana konsep dinamik kelikatan cecair diperkenalkan sebagai nisbah pekali kelikatan kinematik μ ketumpatan bendalir. Nilai kelikatan kinematik diukur dalam Stokes (1st Class = 1 cm ^ (2) / c).

Pekali kelikatan adalah sama nilainya dengan jumlah trafik yang dibawa di gas bergerak per unit masa dalam arah yang berserenjang dengan pergerakan itu, per unit apabila kelajuan pergerakan berbeza bagi setiap unit halaju ke dalam lapisan gas dipisahkan per unit panjang. Pekali kelikatan bergantung kepada jenis dan keadaan bahan (suhu dan tekanan).

kelikatan dinamik dan kelikatan kinematik cecair dan gas, sebahagian besarnya bergantung kepada suhu. Ia telah menyedari bahawa kedua-dua penurunan pekali suhu dengan peningkatan untuk menjatuhkan cecair dan sebaliknya, bertambah apabila suhu meningkat - untuk gas. Tidak seperti pergantungan ini dapat dijelaskan oleh sifat fizikal interaksi molekul dalam cecair titisan dan gas.

Maksud fizikal

Dari sudut pandangan teori kinetik molekul fenomena gas kelikatan terletak pada hakikat bahawa medium yang bergerak kerana pergerakan rawak molekul berlaku lapisan penjajaran kelajuan yang berbeza. Oleh itu, sekiranya lapisan pertama ke arah yang bergerak lebih cepat daripada yang bersebelahan dengannya lapisan kedua, lapisan pertama kedua bergerak molekul lebih cepat, dan begitu juga sebaliknya.

Oleh itu, lapisan pertama cenderung untuk mempercepatkan pergerakan lapisan kedua, dan kedua - untuk melambatkan pergerakan pertama. Oleh itu, jumlah pergerakan lapisan pertama akan berkurangan, dan kedua - untuk meningkatkan. Akibat perubahan dalam kuantiti ini gerakan dicirikan oleh pekali kelikatan untuk gas.

Titisan tidak seperti gas, geseran dalaman tahap yang lebih besar oleh tindakan daya antara molekul. Dan, kerana jarak antara molekul titisan cecair adalah kecil berbanding dengan persekitaran gas, kuasa-kuasa interaksi molekul semasa - yang ketara. Molekul cecair, dan juga molekul pepejal, bermula berhampiran titik keseimbangan. Walau bagaimanapun, dalam cecair, peruntukan ini tidak bergerak. Selepas tempoh masa tertentu molekul cecair tiba-tiba ke dalam kedudukan yang baru. Pada masa yang sama, di mana kedudukan molekul dalam cecair tidak berubah, masa yang dikenali sebagai "hidup menetap".

daya antara molekul bergantung dengan ketara kepada jenis cecair. Jika kelikatan bahan adalah kecil, ia dipanggil "flowable", kerana pekali aliran dan kelikatan dinamik cecair - adalah berkadar songsang. Sebaliknya, bahan dengan kelikatan yang tinggi mungkin mempunyai kekerasan mekanikal, seperti, sebagai contoh, resin. Kelikatan bahan semasa dengan ketara bergantung kepada komposisi kekotoran dan jumlah mereka dan suhu. Dengan peningkatan suhu kuantiti "hidup yang tidak aktif" masa dikurangkan, sekali gus meningkatkan penurunan kelikatan cecair dan pergerakan bahan.

Fenomena kelikatan, dan juga lain-lain fenomena pengangkutan molekul (penyebaran dan kekonduksian haba) adalah satu proses yang tidak dapat dipulihkan yang membawa kepada pencapaian keadaan keseimbangan yang sepadan dengan entropi yang maksimum dan minimum tenaga bebas.