Законы ламинарного течения ньютоновских жидкостей

Ньютоновскими называют жидкости, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига. При ламинарном режиме течения такие жидкости подчиняются реологическому закону, предложенному Ньютоном (рис. 5.1, прямая 1) [c.141]

Законы ламинарного течения ньютоновских жидкостей [c.146]

Уравнение Пуазейля применимо в области невысоких давлений, где течение жидкостей ламинарно. Оно показывает, что для нормально вязкой жидкости скорость истечения из капилляра прямо пропорциональна напряжению сдвига. Графически это показано на рис. 23.8, У, из которого видно, что течение ньютоновской жидкости в координатах скорость течения — давление изображается прямой линией, проходящей через начало координат. В области турбулентного течения закон Пуазейля не выполняется (участок бв кривой 1 рис. 23.8). Неньютоновские системы не подчиняются закону Пуазейля (рис. 23.8, 2) ни в области малых, ни в области больших давлений, за исключением участка де. Из закона Пуазейля следует, что для ньютоновской жидкости справедливо выражение [c.382]

Графически это показано на рис. 23.7, /, где зависимость вязкости от давления (напряжения сдвига) имеет вид горизонтальной прямой в области ламинарного течения. На рисунке видно, что после достижения критического значения напряжения сдвига Ркр, при котором ламинарный режим течения переходит в турбулентный, кривая отклоняется от горизонтали. Это означает, что при турбулентном течении перестает выполняться закон Ньютона даже для ньютоновских жидкостей, так как нарушается параболическое распределение скоростей в потоке. [c.381]

Для ламинарного (струйного) течения ньютоновских жидкостей применимо известное соотношение, называемое законом Ньютона [c.93]

Большинство нефтяных и синтетических масел при обычных температурах и давлениях подчиняется закону Ньютона и относится к ньютоновским жидкостям. Вязкость определяет течение жидкости только в ламинарном потоке. При увеличении скорости ламинарный поток завихряется, послойный сдвиг разрушается. Переход от ламинарного к турбулентному потоку определяется критическим значением числа Рейнольдса Ре= = бус /т), где (1 — диаметр трубы или величина зазора. Распределение скоростей в ламинарном и турбулентном потоке заметно различается (рис. 5.12). В первом случае для вязкой жидкости устанавливается параболическое распределение скоростей с ярко выраженным максимумом у оси трубы. При турбулентном режиме скорости по сечению потока за счет его завихрения выравниваются. Отметим, что для пристенного слоя в цилиндрической трубе характерны значительные градиенты скоростей. Критическое значение Ке близко к 2500. Вследствие достаточно высокой вязкости масел и небольшой величины зазоров для смазочных масел, как правило, реализуется ламинарный поток. [c.267]

Закон Ньютона. Представим себе жидкость, ламинарно текущую через цилиндрический капилляр. Сила Р, приложенная к жидкости (например, сила тяжести), заставляет ее двигаться со скоростью V. Однако не вся жидкость, заключенная в капилляре, движется с одинаковой скоростью. Скорость изменяется с увеличением расстояния от стенок капилляра и имеет максимальное значение в центре капилляра, уменьшаясь до нуля за счет сил адгезии в слое, соприкасающемся со стенками капилляра. Если для каждого слоя жидкости, отстоящего от соседнего слоя на расстояние с1л , изобразить направление и скорость течения вектором и соединить концы векторов плавной кривой, получим эпюру (профиль) скоростей в капилляре. Для ньютоновских жидкостей профиль скоростей представляет собой параболу (рис. 23.6). [c.380]

Турбулентная конвекция. Все приведенные выше результаты относятся к случаю ламинарного течения. Для поверхностей большой вертикальной протяженности при значительных числах Грасгофа наблюдались систематические отклонения скоростей теплопередачи от ламинарного случая. Эти отклонения объясняются возникновением турбулентности в потоке в определенной. точке вниз по течению. Как отмечалось в гл. 11, вопросы неустойчивости, переходные процессы и процессы турбулентного переноса для ньютоновских жидкостей исследованы довольно подробно. В то же время действие указанных механизмов течения в неньютоновских жидкостях изучено пока недостаточно. В работе [49] был использован интегральный метод для анализа полностью развитого турбулентного переноса в жидкости около изотермической поверхности, который соответствовал интегральному методу, развитому в работе [13] применительно к ньютоновской жидкости. Для подчиняющейся степенному закону псевдопластической жидкости с разрежением сдвига была получена следующая корреляционная зависимость [c.431]

Наиболее распространенным примером ньютоновской жидкости является вода. Вода необходима всем, она легкодоступна, именно поэтому наибольшее число исследований в области реологии посвящено воде, а не какой-либо другой жидкости. Именно с водой экспериментировал Исаак Ньютон, устанавливая те закономерности, которые мы сейчас называем законами ньютоновского течения. Другие низкомолекулярные жидкости, например минеральное масло и этиловый спирт, практически также ведут себя как ньютоновские жидкости. Когда говорят практически , это значит, что, применяя особо тонкие методы исследования, можно наблюдать отклонения от закона Ньютона при течении даже этих простых жидкостей. В ньютоновских жидкостях проявляются временные эффекты, возникающие вследствие сил инерции. Это может подтвердить каждый, кому случалось терять равновесие и неожиданно падать в воду. Вода инерционна, она не расступится достаточно быстро и упавший может чувствительно удариться. Однако, когда идет речь о неньютоновских временных эффектах, то подразумевают нечто иное, ведь свойства воды не изменятся от того, сколько взбалтывать ее в стакане—минуту или час. Не изменится и вязкость, если, конечно, не поднимется температура воды. Однако, если перемешивание столь интенсивно, что силы инерции преобладают над силами вязкости, то возникнет течение иного характера режим течения изменится от ламинарного к турбулентному. Для ламинарного течения характерны гладкие параллельные линии тока, тогда как при турбулентном течении в жидкости образуются вихри и водовороты. Мера отношения сил инерции и вязкости, действующих в потоке, называется числом Рейнольдса в честь Осборна Рейнольдса, который много занимался изучением условий перехода ламинарного течения в турбулентное, наблюдая за движением под- [c.16]

Вязкостью называют свойство жидкости оказывать за счет сил внутреннего трения сопротивление движению. Вязкость является основным физическим параметром, определяющим гидродинамический характер течения жидкости. Чаще всего при перемешивании приходится встречаться с жидкостями, вязкость которых зависит только от температуры и давления. Такие жидкости при ламинарном течении подчиняются закону Ньютона (215) и их принято называть ньютоновскими жидкостями. [c.176]

Для установившегося ламинарного течения через капилляр характерно распределение скоростей но параболе (ньютоновские жидкости) или но искаженной параболе (для жидкостей, подчиняющихся степенному закону течения). Подробнее вопрос о форме кривой распределения скоростей будет рассмотрен в следующем разделе. Важно отметить то обстоятельство, что переход от медленного течения раствора (расплава) перед входом в капал отверстия фильеры к стационарному потоку в канале связан с преобразованием профиля скоростей. Скорость раствора при переходе из нреддонной части фильеры в канал отверстия изменяется в несколько десятков и сотен раз. При этом происходит изменение напряжения сдвига и градиентов скорости не только в радиальном направлении (подобно тому, как они изменяются в установившемся потоке), но и вдоль оси отверстия фильеры. [c.140]

При атмосферном давлении стержневой режим течения наблюдался при значительных приведенных скоростях газа (15—20 м сек) [49] и малых расходах воды, от случай течения довольно сложен, так как для полного гидродинамического описания пленочного режима течения необходимо знать распределение фаз в потоке, распределение скоростей и касательных напряжений. Здесь любопытно отметить, что проведенные измерения профиля скоростей в двухфазном потоке и распределение фаз [92] показали, что в кольцевом потоке профиль скоростей изменяется от плоского, соответствующего закону распределения скоростей в турбулентном потоке ньютоновской жидкости, к заостренному, соответствующему ламинарному режиму течения. Кажущаяся вязкость у стенки больше вязкости каждой фазы Экспериментальные данные позволяют предположить, что течение двухфазной жидкости является неньютоновским. Поэтому теоретическое решение вопроса определения режимов и теплоотдачи при двухфазном течении связано с немалыми трудностями. При анализе процесса испарения в вос- [c.102]

Скорость течения жидкостей, подчиняющихся закону Ньютона (ньютоновские жидкости), пропорциональна давлению. Следовательно, произведение давления р на время истечения t заданного объема жидкости (при ламинарном потоке) есть величина постоянная [c.16]

Коэффициент X можно найти теоретически, зная закон распределения скорости по живому сечению. Для ламинарного течения распределение скорости находят, решая уравнения гидромеханики. Эти решения для напорного установившегося течения несжимаемой ньютоновской жидкости в прямых трубах круглого, кольцевого, щелевидного, эллиптического, квадратного, треугольного и прямоугольного сечений приведены в [12, 31], а для неньютоновских жидкостей в [12, 32]. По результатам этих работ составлена табл, 8,4. [c.170]

Течение ньютоновских жидкостей подчиняется простому закону. Рассмотрим течение жидкости в капилляре с радиусом г. При приложении внешней силы Р происходит движение жидкости. В установившемся ламинарном режиме течения внешнее усилие уравновешивается внутренним сопротивлением (вязкостью) жидкости. Для ньютоновской жидкости напряжение сдвига пропорционально градиенту скорости движения л- идко-сти, т. е. [c.89]