ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные понятия гидродинамики из "Гидродинамика, теплообмен и массообмен" При турбулентном движении скорость в каждой точке является функцией времени. Поскольку вязкость в конечном счете — свойство жидкости, уравнение (7. 2) по-прежнему верно, если оно записывается для мгновенных скоростей. Помимо обмена молекулами между слоями происходит также обмен макроскопическими объемами жидкости. Это перемешивание вызывает дополнительный перенос импульса. [c.66] Следует знать, что в обш ем случае вязкость газа возрастает с ростом температуры. Вязкость жидкости, которая намного больше вязкости ее пара при той же температуре, уменьшается при увеличепии температуры. Вязкость идеального газа не зависит от давления, но вязкости реальных газов и жидкостей обычно возрастают с ростом давления. [c.67] На рис. 7. 2 показана, зависимость вязкости нескольких веществ от температуры и давления. Детальные сведения о вязкости содержатся в [91, 92]. [c.67] Рассмотрим теперь несколько типов неньютоновских жидкостей. [c.68] Дилатантные жидкости. На рис. 7. 3 кривая, представляющая дилатантную жидкость, имеет наклон, больший 45° п -1). Считают обычно, что дилатантные жидкости содержат жидкую фазу в количестве, достаточном для заполнения пустот между частицами лишь в состоянии покоя или при очень низких скоростях сдвига. В этих случаях жидкость почти ньютоновская. Когда частицы быстрее движутся относительно друг друга, им требуется больше места, жидкость в целом расширяется. Так как жидкой фазы уже недостаточно для занолнения возросшего объема пустот между частицами, кажущаяся вязкость возрастает. Такое поведение согласуется с уравнением (7. 6) при п 1. Суспензии крахмала, силиката калия и песка — примеры дила-тантных жидкостей. [c.69] Неньютоновские жидкости, характеристики которых зависят от времени. Для этих жидкостей при постоянной скорости сдвига касательные напряжения меняются во времени. Поведение таких жидкостей является сложным, и успехи, достигнутые в его аналитическом представлении, невелики. [c.69] Для реонектической жидкости при постоянной скорости сдвига напряжения нарастают во времени, для тиксотроиной они убывают. Многие краски тиксотропны. Это способствует нанесению краски при помощи кистей или распылителя и задерживает стенание краски, нанесенной на вертикальную поверхность. [c.69] Кажущиеся вязкости большинства неньютоновских жидкостей велики по сравнению с вязкостью воды. [c.69] Эти два уравнения, в отличие от последуюш,их, справедливы и для ламинарного, и для турбулентного течения при условии, что для последнего используются осредненные скорости и давление. [c.70] Это формула Гагена — Пуазейля для перепада давления при стационарном ламинарном течении в горизонтальной круглой трубе постоянного сечения. [c.71] Хотя выражение (7. 16) для потерь на трение было выведено для горизонтальной трубы, однако тот же вывод с тем же результатом может быть проделан для вертикальной трубы. Если профиль скорости в трубе не зависит от ориентации трубы, выражение для hf не меняется. [c.71] Вычислить потребляемую мощность и давление, которое должен развивать насос с к. п. д. 70%, чтобы перекачивать 57 л мин 98%-ной серной кислоты при 20 С из емкости, находящейся под атмосферным давлением, в емкость, избыточное давление в которой 0,7 ат, а уровень на 3 выше уровня в нижней емкости, по трубопроводу длиной 300 м и диаметром 52 мм. [c.71] При сравнении с уравнением (7. 14) этот результат показывает, что профиль скорости для ламинарного течения неньютоновской жидкости может быть существенно иным, чем для ньютоновской жидкости. Для псевдопластических жидкостей получается сравнительно равномерный профиль, а в предельном случае идеально пластического тела п = 0) получается в точности равномерное распределение скорости. Для дилатантпых жидкостей профиль более вытянут, и в предельном случае бесконечно дилатантной жидкости п = оо) скорость — линейная функция радиуса, а профиль скоростей — конический. Другие интересные случаи ламинарного течепия и ньютоновских и неньютоновских жидкостей можно найти в задачах в конце главы. [c.73] Знак минус поставлен потому, что импульс переносится в области с меньшей концентрацией импульса (скоростью). Кинематическая вязкость играет роль коэффициента диффузии импульса. Уравнения, в которых плотность потока приравнивается градиенту концентрации, умноженному на коэффициент диффузии , часто называются феноменологическими. Они представляют собой эмпирическое правило установления закономерностей наблюдаемых явлений. Аналогичные уравнения могут быть написаны для потоков массы, энергии, количества электричества и других величин. [c.73] ИЗ которого искомые результаты получаются подстановкой закона Ньютона — см. уравнение (7. 2) — и двумя интегрированиями. [c.75] Вернуться к основной статье