Ламинарное внутреннее трение

Уравнение (5.58) используют при расчете процессов перекачки маловязких жидкостей тина воды, бензина, спирта и т. п. Законы, описывающие процессы течения (деформирования) смазочных масел и специальных жидкостей, требуют учета внутреннего трения этих материалов. Для лучшего понимания особенностей и закономерностей течения реальной вязкой жидкости рассмотрим простейший случай ее деформации между параллельными неподвижной и сдвигаемой поверхностями (рис. 5.11). Слой жидкости, непосредственно прилегающий к движущейся пластинке, перемещается со скоростью и акс. Скорость движения слоя жидкости у неподвижной пластинки ио равна нулю. Распределение скоростей по зазору при ламинарном течении подчиняется линейному закону [c.266]

Идеальной моделью движения жидкостей в порах является закон Стокса для течения жидкости в цилиндрическом капилляре. Вывод закона сводится к следующему. Предполагается ламинарный режим течения жидкости по цилиндрическому капилляру радиусом г и длиной I (рис. IV. 15). Каждый слой жидкости в капилляре течет со своей скоростью, возрастающей от нуля (около стенки капилляра) до и акс (в центре его). Сила внутреннего трения по цилиндрической границе движения радиусом х в соответствии с уравнением Ньютона равна [c.231]

Другой вид нестабильности — Кельвина — Гельмгольца, наблюдается, когда две жидкости движутся с разными тангенциальными скоростями относительно поверхности раздела. Кинетическая энергия движения обусловливает некоторое волнообразное возмущение поверхности, возрастающее по амплитуде, и это ведет к смещению жидкостей. Разрыв поверхности раздела происходит в этом случае даже при малых сдвиговых скоростях, когда течение ламинарное. По мере возрастания нестабильности внутреннее трение (вязкость) и поверхностное натяжение уменьшаются. [c.30]

Полезно ввести еще одно определение вязкости, связанное с формулой Ньютона и диссипацией энергии 10, с. 93]. Обычно вязкость вводится не в связи с сопротивлением деформации, а при рассмотрении процессов переноса. В ламинарном потоке с постоянным градиентом скорости у для поддержания стационарного течения нужно затрачивать тем большее напряжение сдвига Р, чем больше внутреннее трение, мерой которого является коэффициент [c.162]

Для обычных жидкостей в условиях ламинарного (послойного) потока вязкость (коэффициент внутреннего трения) не зависит от скорости течения жидкости. [c.312]

Вязкость (внутреннее трение жидкости) обусловлена взаимодействием молекул жидкости и проявляется при ее течении. Течение жидкости в капилляре диаметром X характеризуется градиентом скорости о/йл вследствие того, что молекулярный слой, непосредственно примыкающий к стенке капилляра, остается неподвижным, а слой, находящийся в центре капилляра, движется с максимальной скоростью. Ламинарное течение жидкости описывается законом Ньютона, согласно которому напряжение сдвига т, вызывающее течение жидкости, пропорционально градиенту скорости течения [c.98]

При ламинарном течении жидкостей в капилляре, согласно уравнению Ньютона, сила внутреннего трения Р между слоями жидкости определяется градиентом ско- [c.44]

Вязкость жидкости — следствие внутреннего трения между отдельными слоями жидкости, движущимися с разными скоростями. При ламинарном движении жидкости все слои движутся параллельно, по направлению от стенки к центру, со скоростями, возрастающими от одного слоя к другому. Если скорости двух слоев, находящихся один от другого на расстоянии х см равны Их и Уа, то при переходе от слоя к слою на расстоянии в 1 м скорость меняется на [c.249]

После подстановки выражений для Ей и Не в зависимость (1.37) получаем уравнение Дарси — Вейсбаха, т. е. уравнение(4, а), приведенное в табл. 1.3 [ а = 2ф(Ре) — коэффициент гидравлического сопротивления]. По этому уравнению можно определить потери давления на участке, если известна величина а, формально зависящая только от Ре. В действительности 1а учитывает влияние двух факторов потери давления на внутреннее трение жидкости и потери давления от взаимодействия потока с поверхностью трубы. Это взаимодействие не учитывалось при выводе уравнения. Для ламинарного режима движения жидкости, когда Ре < 2300, величина а определяется только силами внутреннего трения и не зависит от состояния поверхности трубы. Для развитого турбулентного движения (Ре > 10 000) потери давления на участке существенно зависят от взаимодействия потока с поверхностью. Коэффициент в этом случае должен учитывать размеры шероховатостей трубы. Определяется 1а экспериментальным путем [11, 12, 14, 15]. [c.26]

Ламинарный и турбулентный слои на плоской пластине. Уравнение энергии, описывающее перенос тепла в ламинарном стационарном пограничном слое, включающее эффект внутреннего трения, согласно уравнению (7-5) имеет вид [c.322]

Физически Re представляет собой отношение сил инерции к силам внутреннего трения и, кроме того, является критерием, определяющим характер течения. Область Re = 2100- 3000 (так называемая переходная область) разделяет области ламинарного течения (Re<< < 2100) и область турбулентного течения (Re > 3000) i. [c.22]

Сопротивление движению жидкости или газа при ламинарном режиме обусловлено силами внутреннего трения (вязкостью), появляющимися при перемещении одного слоя жидкости (газа) относительно другого. Силы вязкости пропорциональны первой степени скорости потока. [c.79]

Зависимость (11.39) была получена при рассмотрении переноса теплоты и напряжения сил внутреннего трения в ламинарном пограничном слое и дает хорошее совпадение с экспериментом для случая Рг = 1. Позднее Прандтлем было получено уравнение для Рг 1 [c.283]

Вязкость жидкости т) характеризует внутреннее трение в ламинарном потоке, скорость диссипации энергии. Наличие растворенных макромолекул искажает поле потока и вызывает увеличение вязкости по сравнению с чистым растворителем. Это увеличение выражает потери энергии, связанные с вращением макромолекул в потоке. Вычисление потерь энергии достаточно сложно. Однако если принять, что поле потока не возмущено, но энергия диссипирует при движении частицы относительно окружающей жидкости, то расчет можно упростить. Эйнштейн [54] получил выражение для вязкости раствора, содержащего любое число частиц, настолько удаленных друг от друга, что возмущения потока, вызываемые отдельными частицами, не взаимодействуют друг с другом. Имеем [c.148]

Рассмотрим движение ламинарного потока жидкости в горизонтальной трубе, радиус которой равен R, а длина I (рис. 1-9). Так как движение ламинарное, то можно представить весь поток состоящим из ряда соосных кольцевых слоев, скорость которых возрастает от периферии к оси трубы на внутренней поверхности трубы скорость жидкости, как уже известно, равна нулю. Выделим внутри потока геометрически подобный жидкостный цилиндр радиусом г и обозначим давления на его торцевые сечения через Рх и р2- При установившемся течении сила давления р лг уравновешивается силой противодавления р пг и силой внутреннего трения 2ш1 1 где ш) —скорость течения. Поэтому можно написать [c.45]

Рассмотрим движение ламинарного потока неньютоновской жидкости, для которой напряжение внутреннего трения выражается следующим образом [c.48]

Процесс диспергирования капель и пузырей рассматривается с позиции гидродинамической неустойчивости, которая заключается в следующем. На заданное течение двух сред накладывается небольшое по величине возмущение и определяется, будет ли со временем амплитуда возмущений уменьшаться или увеличиваться. Если возмущение затухает, система возвращается к первоначальному состоянию — устойчивому течению, если же, напротив, амплитуда возмущения возрастает, то это соответствует неустойчивому течению, которое приводит к дроблению частиц. Характерным примером гидродинамической неустойчивости является переход от ламинарного течения к турбулентному, когда силы внутреннего трения не способны подавить инерционные силы. [c.714]

При перемешивании маловязких сред, имеющих сравнительно небольшие силы внутреннего трения, передача и распределение энергии в объеме аппарата может производиться при больших градиентах скорости от высокооборотных перемешивающих устройств. При этом в центральной зоне аппарата в ламинарном режиме перемешивания также сохраняется область высоких скоростей потока, существенно отличающаяся по характеру режима течения от периферийной области. В центре аппарата в районе мешалки, как правило, наблюдается турбулентный режим перемешивания. [c.154]

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]

Закон внутреннего трения прп ламинарном движении был открыт Ньютоном (1686 г.) и выражается следующим образом [c.97]

Переход молекул вследствие их теплового движения из одного слоя в другой в ламинарном потоке сопровождается переносом количества движения, Переход молекул из слоя, движущегося быстрее, в слой, движущийся медленнее, приведет к ускорению движения этого слоя и, наоборот, попадание в быстро движущийся слой молекул из медленно движущегося будет замедлять движение первого слоя. Между этими слоями происходит процесс внутреннего трения., [c.57]

Жидкость, стекающая ламинарно по плоской стенке (рис. 3-24), будет находиться в равновесии под действием сил тяжести и внутреннего трения. [c.71]

Критерий Рейнольдса показывает соотношение сил инерции, характеризующихся скоростью потока и его размерами, и сил внутреннего трения, характеризующихся вязкостью потока. Отсюда следует, что турбулентное течение свойственно потокам, обладающим развитыми силами инерции, а ламинарное — характерно для потоков, в которых силы внутреннего трения преобладают над силами инерции [c.14]

Влияние вязкости существенно лишь в ламинарном пограничном слое, где происходит резкое изменение скорости по нормали к поверхности Вне пограничного слоя внутреннее трение в жидко- [c.29]

Поскольку внутреннее трение, а следовательно, и вязкость имеют решающее значение при ламинарном течении, такой режим течения газа в вакуумной технике называют вязкостным режимом, а поток — вязкостным потоком. [c.12]

Что касается биологических процессов, то для них наиболее важным параметром является вязкость соответствующих жидкостей. Она определяется как мера внутреннего трения в жидкости, и в условиях ламинарного потока, т. е. потока с низкими числами Рейнольдса, равна отношению напряжения сдвига к соответствующей скорости сдвига, т. е. [c.458]

Известно, что при ламинарном режиме движения жидкости потери энергии (напора) вдоль потока объясняются сопротивлением сил внутреннего трения и, следовательно, зависят от вязкости жидкости. [c.83]

Аналитически влияние сил внутреннего трения учитывается при этом зависимостью (5.13) с помощью критерия Ке. Иными словами, коэффициент сопротивления трения по длине Я при ламинарном движении является функцией только критерия Рейнольдса, а от материала и состояния поверхности стенок, окружающих поток, не зависит. [c.83]

При ламинарном течении вязкой и очень вязкой жидкости в открытом русле пренебрегать вязким (внутренним) трением нельзя. Наоборот, в данном случае следует полагать, что основным фактором сопротивления движению являются силы внутреннего трения — силы вязкости. Следовательно, распределение скорости по поперечному сечению потока, скорость и расход будут подчиняться условиям вязкого течения жидкости. [c.167]

Вязкость (внутреннее трение)—это свойство жидкости (а также газа или твердого тела) оказывать сопротивление течению (или деформации), вызванному внешними силами. Количественно вязкость выражается величиной сдвига, или тангенциальной силы, которая, действуя внутри большого объема жидкости, вызывает движение двух слоев жидкости площадью 1 см находящихся на расстоянии 1 см, со скоростью 1 см/с относительно друг друга (рассматривается случай ламинарного течения). [c.98]

Для случая ламинарного внутреннего трения Пуазейль дал в 1842 году формулу, связывающую величину объема Р жидкости, протекающей через трубку длиной I см и радиусол г см, и временел истечения т под давлением Р [c.74]

Осборн Рейнольдс [83] в 1883 г. показал, что отклонения, полученные при определении вязкости способом истечения из капилляров и выражаю щиеся в кажущемся повышении вязкости, обусловливаются переходом линейного (ламинарного) потока в турбулентный (вихревой). Рейнольдс уста новил, что, чем больше внутреннее трение жидкости, тем слабее проявляется ее тенденция к турбулентному движению, причем в данной трубке жидкость,, обладающая меньшей кинематической вязкостью, образует завихрения при меньших скоростях, чем жидкость с большей кинематической вязкостью.. [c.252]

Принцип действия прибора Реотест основан на измерении сопротивления, которое оказывает испытуемый продукт вращающемуся внутреннему цилиндру. Эго сопротивление зависит только от внутреннего трения жидкости и прямо пропорционально абсолютной вязкости. По мере того как скорость сдвига увеличивается, вязкость уменьшается. Когда вся структура полностью разрушена, вязкость становится постоянной. Ее называют динамической. Методика позюляет определять как вязкость полностью разрушенной структуры мазута ц, так и начальное напряжение Тц, являющееся мерой прочности структуры мазута, значение которого необходимо знать при расчете трубопроводов. На рис. 1.15 представлена типичная зависимость динамической вязкости мазута Т1 и напряжения сдвига х от скорости сдвига г Продолжение прямолинейного участка реологической кривой до пересечения с осью позволяет получить начальное усилие сдвига Пользуясь такими вискозиметрами, можно рассчитать перепад давлений и объемную скорость потока для ламинарного и турбулентного режимов. [c.105]

Экспериментальные исследования гидравлического удара показывают, что если жидкость не содержит воздушных примесей и если начальное давление рд не велико, то несмотря на неречис-ленные допущения формула Н. Е. Жуковского достаточно хорошо подтверждается опытом. Неравномерность распределения скоростей, а следовательно, и течение в трубе (ламинарное или турбулентное) казалось бы должны влиять на величину Лр д, так как от этого зависит кинетическая эне])гия потока. Однако это влияние практически отсутствует. Объясняется это тем, что при внезапном торможении потока происходит интенсивный сдвиг слоев жидкости и большая потеря энергии на внутреннее трение, которая примерно компенсирует избыток кинетической энергии за счет неравномерности скоростей. Потеря энергии на трение и рассеивание энергии в процессе дальнейшего протекания гидравлического удара способствуют затуханию колебаний давления. [c.163]

Рис. 1-то. распределение скоростей и напряжений внутреннего трения в сечении ламинарных потоков не-ньютоновскнх жидкостей а — профиль скоростей I — ньютоновская жидкость 2 — псевдо-пластическая 3 — дилатантная 6 — распределение иапряженяй внутреннего трення в — профиль скоростей в сечении потока бин-гамовской жидкости. [c.50]

В уравнении (1,3) члены I—VI для каждой единицы объема выражают I — изменение давления по ходу потока II — изменение давления под действием сил внутреннего трения (ламинарной вязкости) III — изменение давления в зависимости от изменения положения точки реакционного объема IV — изменение давления с течением времени (при нестационарных потоках) V — изменение давления из-за изменения объема, вызванного реакцией VI —изменение давления в результате турбулентной вязкос1и. [c.12]

При перемешивании высоковязких сред, обладающих большими силами внутреннего трения, такой способ передачи энергии экономически невыгоден, а часто и практически неосуществим. В аппаратах для перемешивания этих сред необходимо обеспечивать более равномерное распределение скоростей потоков жидкости, преимущественно с ламинарным режимом течения в объеме всего аппарата. Для большинства конструкций аппаратов, предназначенных для перемешивания высоковязких сред, характерно наличие замкнутых осевых циркуляционных контуров с движением жидкости в одном направлении по центральной части аппарата и в противоположном направлении по кольцевой периферийной области. Отличительными особенностями тихоходных перемешивающих устройств являются большие размеры мешалок по диаметру и высоте аппарата. Основные типы тихоходных мешалок, рекомендации по их использованию, пределы применения расчетных зависимостей для нормализованнь. х мешалок и некоторые расчетные параметры приведены в табл. 22. Приведенные в табл. 22 обозначения соответствуют о — радиальные зазоры между корпусом и мешалкой или между направляющей трубой и шнеком / — шаг винтовой линии Вл — ширина витка ленты или ширина лопасти рамной вешалки Вш — ширина (высота) витка шнека (1,05- 1,15) — диаметр направляющей [c.154]