Министерство образованияи науки УкраиныРеферат
по теме
Изучение гидравликикак теоретическойдисциплины
Содержание
Введение
Широкое применение гидравлики
Методы исследования
Жидкость как физическое тело
Изучение реальных жидкостей и газов
Основные физические свойстважидкостей
Плотность жидкости
Упругость
Вязкость
Список используемой литературы
Введение
Гидравлика представляетсобой теоретическую дисциплину, изучающую вопросы, связанные с механическимдвижением жидкости в различных природных и техногенных условиях. Поскольку жидкость(и газ) рассматриваются как непрерывные и неделимые физические тела, тогидравлику часто рассматривают как один из разделов механики так называемыхсплошных сред, к каковым принято относить и особое физическое тело — жидкость.По этой причине гидравлику часто называют механикой жидкости илигидромеханикой; предметом её исследований являются основные законы равновесия идвижения жидкостей и газов. Как в классической механике в гидравлике можновыделить общепринятые составные части: гидростатику, изучающую законыравновесия жидкости; кинематику, описывающую основные элементы движущейсяжидкости и гидродинамику, изучающую основные законы движения жидкости ираскрывающую причины её движения. Гидравлику можно назвать базовойтеоретической дисциплиной для обширного круга прикладных наук, с помощьюкоторых исследуются процессы, сопровождающие работу гидравлических машин,гидроприводов. С помощью основных уравнений гидравлики и разработанных еюметодов исследования, решаются важные практические задачи, связанные странспортом жидкостей и газов по трубопроводам, а также с транспортом твёрдыхтел по трубам и другим руслам. Гидравлика также решает важнейшие практическиезадачи, связанные с равновесием твёрдых тел в жидкостях и газах, т.е. изучаетвопросы плавания тел.
Широкое применениегидравлики
Широкое использование впрактической деятельности человека различных гидравлических машин и механизмовставят гидравлику в число важнейших дисциплин, обеспечивающихнаучно-технический прогресс. Большой практический интерес к изучению механикижидкости вызван рядом объективных факторов. В — первых, наличие в природезначительных запасов жидкостей, которые легко доступны человеку. Во- вторых,жидкие тела обладают рядом полезных свойств, делающих их удобными рабочимиагентами в практической деятельности человека. Немаловажным следует считать итот фактор, что большинство жизненно важных химических реакций обмена протекаютв жидкой фазе (чаще всего в водных растворах). По этим причинам особый интересчеловек проявил к жидкостям на самой ранней стадии своего развития. Вода ивоздух (иначе жидкость и газ) были отнесены к числу основных стихий природы ужепервобытным человеком. История свидетельствует об успешном решении рядапрактических задач с использованием жидкостей уже на самих ранних стадияхразвития человека. Первым же научным трудом по гидравлике следует считатьтрактат Архимеда «О плавающих телах» (250 г. до н. э.)- Однако в дальнейшем на протяжении нескольких столетий в развитии человечества наступила эпоха всеобщегозастоя, когда развитие знаний и практического опыта находились на весьма низкомуровне. В последующую за этим эпоху возрождения началось бурное развитиечеловеческих знаний, науки, накопление практического опыта. Наравне с развитиемдругих наук начала развиваться и наука об изучении взаимодействия жидких тел. Первымикрупными работами в этой области следует считать работы Леонардо да Винчи(1548-1620) — в области плавания тел, движения жидкостей по трубам и каналам. Вработах Галилео Галилея (1564-1642) были сформулированы основные принципыравновесия и движения жидкости; работы Эванджелиста Торричелли (1604 — 1647)были посвящены решению задач по истечению жидкости из отверстий, а Блез Паскаль(1623 — 1727) исследовал вопросы по передаче давления в жидкости.Основополагающие и обобщающие работы в области механики физических тел, в томчисле и жидких, принадлежат гениальному английскому физику Исааку Ньютону (1643- 1727), который впервые сформулировал основные законы механики, законвсемирного тяготения и закон о внутреннем трении в жидкостях при их движении.
Развитию гидромеханики(гидравлики) как самостоятельной науки в значительной степени способствовалитруды русских учёных Даниила Бернулли (1700 — 1782), Леонарда Эйлера (1707 — 1783), М.В. Ломоносова (1711 — 1765). Работы этих великих русских учёныхобеспечили настоящий прорыв в области изучения жидких тел: ими впервые былиопубликованы дифференциальные уравнения равновесия и движения жидкости Эйлера,закон сохранения энергии Ломоносова, уравнение запаса удельной энергии видеальной жидкости Бернулли. Развитию гидравлики как прикладной науки исближению методов изучения теоретических и практических вопросов используемыхгидравликой и гидромеханикой способствовали работы французских учёных Дарси,Буссинэ и др., а также работы Н.Е. Жуковского. Благодаря трудам этих учёных, атакже более поздним работам Шези, Вейсбаха, Прандля удалось объединить теоретическиеисследования гидромеханики с практическими и экспериментальными работами,выполненными в гидравлике. Работы Базена, Пуазейля, Рейнольдса, Фруда, Стокса идр. развили учение о динамике реальной (вязкой жидкости). Дифференциальноеуравнение Навье — Стокса позволило описать движение реальной жидкости какфункцию параметров этой жидкости в зависимости от внешних условий.
Методы исследования
Дальнейшие работы вобласти теоретической и прикладной гидромеханики были направлены на развитиеметодов решения практических задач, развитие новых методов исследования, новыхнаправлений: теория фильтрации, газо- и аэродинамика и др. При решениипрактических вопросов гидравлика оперирует всеми известными методамиисследований: методом анализа бесконечно малых величин, методом среднихвеличин, методом анализа размерностей, методом аналогий, экспериментальнымметодом.
· Метод анализа бесконечно малыхвеличин — наиболее удобный из всех методов для количественного описанияпроцессов равновесия и движения жидкостей и газов. Этот метод наиболееэффективен в тех случаях, когда приходится рассматривать движение объектов наатомно-молекулярном уровне, т.е. в тех случаях, когда для вывода уравненийдвижения приходится рассматривать жидкость (или газ) с молекулярно-кинетическойтеории строения вещества. Основной недостаток метода — довольно высокий уровеньабстракции, что требует от читателя обширных знаний в области теоретическойфизики и умение пользоваться различными методами математического анализа,включая векторный анализ.
· Метод средних величин — являетсяболее доступным методом, поскольку его основные положения базируется на простых(близких к обыденным) представлениях о строении вещества. При этом выводыосновных уравнений в большинстве случаев не требуют знаниймолекулярно-кинетической теории, а результаты, полученные при исследованиях,этим методом не противоречат «здравому смыслу» и кажутся обоснованными.Недостаток этого метода исследований связан с необходимостью иметь некоторыеаприорные представления о предмете исследований. Метод анализа размерностейможет рассматриваться в качестве одного из дополнительных методов исследованийи предполагает всестороннее знания изучаемых физических процессов.
· Метод аналогий — используется в техслучаях, кода имеются в наличии детально изученные процессы, относящиеся к томуже типу взаимодействия вещества, что и изучаемый процесс.
· Экспериментальный метод являетсяосновным методом изучения, если другие методы по каким- либо причинам не могутбыть применены. Этот метод также часто используется как критерий дляподтверждения правильности результатов полученных другими методами.
В конечном счёте, методизучения движения жидкости, а также уровень изучения (макро или микро)выбирается из условий практической постановки задач и соотношения характерныхразмеров. Основным мерилом для этих характерных размеров может быть длинасвободного пробега молекул. Так для изучения движения жидкости на макро уровненеобходимо, чтобы характерные размеры: L (некоторая длина) и d (ширина) поотношению к длине свободного пробега молекул А, находились в соответствии:
/>
Жидкость какфизическое тело
Чтобы представить иправильно понять характер поведения жидкости в различных условиях необходимообратиться к некоторым представлениям классической физики о жидкости какфизическом теле. Не ставя перед собой цель детального и всестороннего описанияжидких тел, что подробно рассматривается в классическом курсе физики, напомнимлишь некоторые положения, которые могут пригодиться при изучении гидравлики каксамостоятельной дисциплины. Так, согласно молекулярно-кинетической теориистроения вещества все физические тела в природе (независимо от их размеров)находятся в постоянном взаимодействии между собой. Степень (интенсивность)взаимодействия зависит от масс этих тел и от расстояния между телами.Количественной мерой взаимодействия тел является сила, которая пропорциональнамассе тел и всегда будет убывать при увеличении расстояния между телами. Взависимости от размеров тел (элементарные частицы, атомы и молекулы, макротела)характер взаимодействия будет различным. Согласно классическим представлениямфизики можно выделить четыре вида взаимодействия тел. Каждый вид взаимодействияобусловлен наличием своего переносчика взаимодействия. Два вида взаимодействияотносятся к типу дальнодействующих и повседневно наблюдаются человеком:гравитационное и электромагнитное. При электромагнитном взаимодействиипроисходит процесс излучения и поглощения фотонов. Именно этот процесспорождает электромагнитные силы, под действием которых протекают практическивсе процессы в природе, которые мы наблюдаем. Характерной особенностью этого(электромагнитного) взаимодействия является то, что его проявление зависит отмногих внешних условий, которые приводят к различным наблюдаемым результатам.Так имея одну и ту же природу взаимодействия (электромагнитную) мы изучаем, напервый взгляд, совершенно разные физические процессы: движение жидкости,трение, упругость, передачу тепла, движение зарядов в электрическом поле и т.д.И, как следствие, дифференциальные уравнения, описывающие эти процессы,одинаковые. Согласно молекулярно-кинетической теории строения вещества молекулынаходятся в равновесии и, как материальные объекты постоянно взаимодействуютдруг с другом. Такое равновесие нельзя считать абсолютным, т.к. молекулынаходятся в состоянии хаотического движения (колебания) вокруг центра своегоравновесия. Расстояния между молекулами вещества будет зависеть от величин сил действующихна молекулы. Независимо от природы действующих сил их можно сгруппировать насилы притяжения и силы отталкивания. Условие равновесия этих сил определяетоптимальные расстояния между молекулами. Однако, в связи с тем, что такоеравновесие между действующими силами является динамическим равновесием,молекулы находятся в постоянном колебательном движении относительно друг друга,испытывая при этом действие некоторой равнодействующей силы порождаемой силамипритяжения и отталкивания. Поэтому особенности состояния вещества будутзависеть от соотношения между кинетической энергией колебательного движениямолекул вещества и энергией взаимодействия между молекулами вещества. Так прибольших массах молекул энергия взаимодействия между молекулами многократнопревышает кинетическую энергию колебательного движения вещества, вследствиечего молекулы вещества занимают устойчивое положение относительно друг друга, обеспечиваятем самым постоянство формы и размеров макротела. Такие вещества, как известно,относятся к категории твёрдых тел. Противоположными особенностямихарактеризуются вещества, состоящие из «лёгких» молекул (молекул обладающихмалой массой). Такие вещества обладают кинетической энергией колебательногодвижения молекул вещества превышающей многократно энергию взаимодействия междумолекулами, из которых вещество состоит. По этой причине молекулы такоговещества имеют очень слабую связь между собой и легко перемещаются впространстве на любые расстояния. Такое свойство вещества носит название диффузии(летучести). Вещества, обладающие эти свойством, относятся к категории газов. Втех случаях, когда энергия взаимодействия имеет тот же порядок, что и величинакинетической энергии колебательного движения молекул, последние обладаютсвойством относительной подвижности, но, при этом, сохраняют целостность самогомакротела. Такое тело обладает способностью легко деформироваться приминимальных касательных напряжениях, т. е. такое тело обладает текучестью. Насамом деле колебательный процесс среди молекул жидких тел достаточно сложен, ис целью простого описания данного процесса можно нарисовать упрощенную картину взаимодействиямолекул жидкости. Так в отличие от молекул в твёрдых телах, при колебательномпроцессе в жидкости центры взаимодействия молекул могут смещаться впространстве настолько, на сколько это допускают расстояния между молекулами(до величины 1x10 " см). Смещение центра равновесия сил в пространственазывается релаксацией. Время, за которое происходит такое смещение, называетсявременем релаксации, t0. При этом смещение центра равновесияосуществляется не постепенно, а скачком. Таким образом, время релаксациихарактеризует продолжительность «оседлой жизни» молекул жидкости. Если нажидкость будет действовать некоторая сила F, то при совпадении линии действияэтой силы с направлением скачка, жидкость начнёт перемещаться. При этомнеобходимо выполнение дополнительного условия: продолжительность действия силыдолжна быть больше длительности времени релаксации t0, т.к. впротивном случае жидкость не успеет начать своё движение, и будет испытыватьупругое сжатие подобно твёрдому телу. Тогда процесс движения жидкости будетхарактеризовать свойство текучести присущее практически только жидким телам.Тела с такими свойствами относятся к категории жидких тел. При этом следуетотметить, что чётких и жёстких границ между твёрдыми, жидкими и газообразнымителами нет. Имеется большая группа тел занимающих промежуточное положение междутвёрдыми телами и жидкостями и между жидкостями и газами. Вообще говорить осостоянии вещества можно только при вполне определённых внешних условиях. Вкачестве стандартных условий приняты условия при температуре 20 °С иатмосферном давлении. Стандартные (нормальные) условия вполне соотносятся спонятием благоприятных внешних условий для существования человека. Понятие осостоянии вещества необходимо дополнить. Так при увеличении кинетическойэнергии молекул вещества (нагрев вещества) твёрдые тела могут перейти в жидкоесостояние (плавление твёрдого тела) и твёрдые тела приобретут при этомнекоторые свойства жидкостей. Подобно этому увеличение кинетической энергиимолекул жидкого вещества может привести жидкость в газообразное состояние (парообразование)и при этом жидкость будет иметь свойства соответствующие газам. Аналогичнымспособом можно превратить расплавленное твёрдое тело в пар, если в большейстепени увеличить кинетическую энергию колебательного движения молекулпервоначального твёрдого вещества. Уменьшение кинетической энергии молекул(охлаждение вещества) приведёт процесс в обратном направлении. Газ может бытьпревращён в жидкое, а, затем и в твёрдое состояние.
Изучение реальныхжидкостей и газов
Изучение реальныхжидкостей и газов связано со значительными трудностями, т.к. физическиесвойства реальных жидкостей зависят от их состава, от различных компонентов,которые могут образовывать с жидкостью различные смеси как гомогенные(растворы) так и гетерогенные (эмульсии, суспензии и др.) По этой причине длявывода основных уравнений движения жидкости приходится пользоваться некоторымиабстрактными моделями жидкостей и газов, которые наделяются свойстваминеприсущими природным жидкостям и газам. Идеальная жидкость — модель природнойжидкости, характеризующаяся изотропностью всех физических свойств и, крометого, характеризуется абсолютной несжимаемостью, абсолютной текучестью(отсутствие сил внутреннего трения), отсутствием процессов теплопроводности итеплопереноса.
Реальная жидкость — модель природной жидкости, характеризующаяся изотропностью всех физическихсвойств, но в отличие от идеальной модели, обладает внутренним трением придвижении. Идеальный газ — модель, характеризующаяся изотропностью всехфизических свойств и абсолютной сжимаемостью. Реальный газ — модель, прикоторой на сжимаемость газа при условиях, близких к нормальным условиямсущественно влияют силы взаимодействия между молекулами. При изучении движенияжидкостей и газов теоретическая гидравлика (гидромеханика) широко пользуетсяпредставлением о жидкости как о сплошной среде. Такое допущение вполне оправдано,если учесть, что размеры пространства занимаемого жидкостью, во много разпревосходят межмолекулярные расстояния (исключением можно считать лишьразряженный газ). При изучении движения жидкостей и газов последние часторассматриваются как жидкости с присущими им некоторыми особыми свойствами.Всвязи с этим принято различать две категории жидкостей: капельные жидкости(практически несжимаемые тела, или собственно жидкости) и сжимаемые жидкости(газы).
Основные физическиесвойства жидкостей
К основным физическим свойствам жидкостейследует отнести те её свойства, которые определяют особенности поведенияжидкости при её движении. Такими являются свойства, характеризующие концентрациюжидкости в пространстве, свойства, определяющие процессы деформации жидкости,определяющие величину внутреннего трения в жидкости при её движении,поверхностные эффекты. Важнейшим физическим свойством жидкости, определяющим еёконцентрацию в пространстве, является плотность жидкости. Под плотностьюжидкости понимается масса единицы объёма жидкости:
/>
где: М — масса жидкости,
W — объём, занимаемый жидкостью.
В международной системеединиц СИ масса вещества измеряется в кг, объём жидкого тела в м 3,тогда размерность плотности жидкости в системе единиц СИ — кг/м 3. Всистеме единиц СГС плотность жидкости измеряется в г/см 3. Величиныплотности реальных капельных жидкостей в стандартных условиях изменяются всистеме единиц СИ в широких пределах от 700 кг/м 3 до 1800 кг/м 3,а плотность ртути достигает 13550 кг/м, плотность чистой воды составляет 998 кг/м3. В системе единиц СГС пределы изменения плотности жидкости от 0,7 г/смдо 1,8 г/см 3, плотность чистой воды 0,998 г/см. Величины плотностигазов меньше плотности капельных жидкостей приблизительно на три порядка, т.е.в системе единиц СИ плотности газов при атмосферном давлении и температуре О °Сизменяются в пределах от 0,09 кг/м 3 до 3,74 кг/м, плотность воздухасоставляет 1,293 кг/м 3.
Плотность капельныхжидкостей и газов зависит от температуры и давления. Зависимость величиныплотности жидкости и газа при температуре отличной от 20 °С определяется поформуле Д.И. Менделеева:
/>
где: р и р20 — плотности жидкости (газа) при температурах соответственно
ГиГо=20°С, βi-коэффициент температурного расширения. Исключительными особенностями обладаетвода, максимальная плотность которой отмечается при 4 °С. Плотность капельных жидкостей в зависимости от давления можетбыть определена в соответствии с уравнением состояния упругой жидкости:
/> 5
• где: /> - плотность капельнойжидкости при атмосферном давлении рат, — коэффициент объёмногосжатия капельной жидкости.
Плотность идеальныхгазов при давлениях отличных от атмосферного можно определить по известномузакону газового состояния Менделеева-Клайперона:
/>
Где задействовано давление,удельный объём газа, универсальная газовая постоянная, температура газа.
при/>
Кроме абсолютной величиныплотности капельной жидкости, на практике пользуются и величиной еёотносительной плотности, которая представляет собой отношение величины абсолютнойплотности жидкости к плотности чистой воды при температуре 4 °С:
/> .
Относительная плотностьжидкости — величина безразмерная.
Имеется аналогичнаяхарактеристика и для газов. Под относительной плотностью газа (по воздуху)понимается отношение величины абсолютной плотности газа к плотности воздуха пристандартных условиях.
Плотность жидкости
О плотности жидкостикосвенно можно судить по весовому показателю, — удельному весу жидкости. Подудельным весом жидкости (газа) понимается вес единицы объёма жидкости (газа):
/>
G вес жидкости (газа),
где: W объем, занимаемыйжидкостью (газом).
Связь между плотностью иудельным весом жидкости такая же как и между массой тела и её весом:
/>
Размерность удельноговеса жидкости в системе единиц СИ н/м 3, удельный вес чистой водысоставляет 9810 н/м3. Аналогично вводится понятие об относительномудельном весе жидкости,/>
На практике величина плотностижидкости определяется с помощью простейшего прибора — ареометра. По глубинепогружения прибора в жидкость судят о её плотности.
Упругость
Об упругости можносказать тоже, так как капельные жидкости относятся к категории плохо сжимаемыхтел. Причины незначительных изменений объёма жидкости при увеличении давленияочевидны, т.к. межмолекулярные расстояния в капельной жидкости малы и придеформации жидкости приходится преодолевать значительные силы отталкивания,действующие между молекулами, и даже испытывать влияние сил, действующих внутриатома. Тем не менее, сжимаемость жидкостей в 5 — 10 раз выше, чем сжимаемостьтвёрдых тел, т.е. можно считать, что все капельные жидкости обладают упругимисвойствами. Оценка упругих свойств жидкостей может осуществляться по рядуспециальных параметров, коэффициент объёмного сжатия жидкости представляетсобой относительное изменение объёма жидкости при изменении давления наединицу. По существу это известный закон Гука для модели объёмного сжатия:
/>
Формула включаетначальный объём жидкости, (при начальном давлении), и коэффициент объёмного(упругого) сжатия жидкости. Считается, что коэффициент объёмного сжатияжидкости зависит с достаточно большой точностью только от свойств самойжидкости и не зависит от внешних условий. Коэффициент объёмного сжатия жидкостиимеет размерность обратную размерности давления, т.е. м/н. адиабатическиймодуль упругости жидкости К, зависящий от термодинамического состояния жидкости(величина обратная коэффициенту объёмного сжатия жидкости):
/>
Величина модуля упругостижидкости имеет размерность напряжения, т.е. н/м. Об упругих свойствах капельнойжидкости можно судить по скорости распространения продольных волн в жидкойсреде, которая равна скорости звука в покоящейся жидкости:
/>
С упругими свойствамикапельных жидкостей также связаны представления о сопротивлении жидкостейрастяжению. Теоретически в чистых жидкостях могут быть достигнуты довольнозначительные напряжения. Однако, в реальных жидкостях при наличии в них дажевесьма незначительных примесей (твёрдые частицы, газ) уменьшает величинусопротивления жидкости растяжению практически до 0. По этой причине можносчитать, что в капельных жидкостях напряжения растяжению невозможны. Об упругихсвойствах газов можно судить исходя из классического уравнения Пуассона:
/> ;
где: п — показательадиабаты равный отношению теплоёмкости газа при постоянном давлении к величинетеплоёмкости газа при постоянном объёме.
/>
Для оценки упругихсвойств движущегося газа пользуются не абсолютной величиной скорости звука сзв,а отношением скорости потока газа v к скорости звука в газе. Этот показательносит название числа Маха:
/>
Вязкость
И немного о вязкости. Придвижении реальных (вязких) жидкостей в них возникают внутренние напряжения,обусловленные силами внутреннего трения жидкости. Природа этих сил довольносложна; возникающие в жидкости напряжения связаны с процессом переноса импульса/>(векторамассовой скорости движения жидкости). При этом возникающие в жидкости напряженияобусловлены двумя факторами: напряжениями, возникающими при деформации сдвига инапряжениями, возникающими при деформации объёмного сжатия. Наличие силвязкостного трения в движущейся жидкости подтверждается простым и нагляднымопытом. Если в цилиндрическую ёмкость, заполненную жидкостью опуститьвращающийся цилиндр, то вскоре придёт в движение (начнёт вращаться вокруг своейоси в том же направлении, что и вращающийся цилиндр) и сама ёмкость сжидкостью. Этот факт свидетельствует о том, что вращательный момент отвращающегося цилиндра был передан через вязкую жидкость самой ёмкости, заполненнойжидкостью. Напряжения, возникающие при деформации сдвига согласно гипотезеНьютона пропорциональны градиенту скорости в движущихся слоях жидкости, а сила трениямежду слоями движущейся жидкости будет пропорциональна площади поверхностидвижущихся слоев жидкости:
/>
где:
T — сила трения между слоямидвижущейся жидкости,
S- площадь поверхности слоевдвижущейся жидкости,
t — касательные напряжения, возникающиев жидкости при деформации сдвига,
/> коэффициент динамической вязкостижидкости.
Величина коэффициентадинамической вязкости жидкости при постоянной температуре и постоянном давлениизависит от внутренних (химических) свойств самой жидкости. Размерностькоэффициента динамической вязкости в системе единиц СИ: н с/м 2, всистеме СГС — д-с/см. Последняя размерность носит название пуаза (пз). Такимобразом, \пз =1 д-с/см,
а соотношение междуединицами вязкости. 1да=0,1 н с/м 2. Помимо коэффициентадинамической вязкости жидкости широко используется коэффициент кинематическойвязкости жидкости v, представляющий собой отношение коэффициента динамическойвязкости к плотности жидкости:
/>
В системе единиц СИкоэффициент кинематической вязкости измеряется в м/с, в системе единиц СГСединицей измерения коэффициента кинематической вязкости жидкости является стоке(cm), т.е. 1 cm = 1 см /с.
Коэффициент динамическойвязкости чистой воды составляет 1-10~3 н-с/м (или 0,01 пз),коэффициент кинематической вязкости чистой воды составляет МО" м /с (или 0,01 cm). Коэффициенты вязкости жидкостей варьируют в весьма широких пределах от 0,0003 до 0,139 н-с/л/2.
Вязкость жидкости взначительной степени зависит от температуры и давления. При увеличениитемпературы капельной жидкости коэффициенты её вязкости (как динамический, таки кинематический) резко снижается в десятки и сотни раз, что обусловленоувеличением внутренней энергии молекул жидкости по сравнению с энергиеймежмолекулярной связи в жидкости. Зависимость вязкости капельной жидкости оттемпературы может быть выражена в виде экспоненциальной зависимости:
/>
где:
Q — 20 °С,
/> - экспериментальный температурныйкоэффициент. Зависимость вязкости жидкости от авления в широком диапазонедавлений остаётся практически линейной:
/>
где: /> — вязкостьжидкости при атмосферном давлении, ар – экспериментальный коэффициентпропорциональности. Газы обладают несравнимо более низкими коэффициентамивязкости от 0,0000084 до 0,0000192 н-с/м 2, и в отличие от капельныхжидкостей вязкость газов увеличивается при увеличении температуры, т.к. сувеличением температуры газа возрастают скорости теплового движения молекул и, соответственно,увеличивается число соударений молекул газа, что делает газ более вязким.Зависимость вязкости газа от давления ничем не отличается от аналогичнойзависимости для капельных жидкостей. Измерение вязкости жидкостейосуществляется с помощью вискозиметров, работающих на принципе истеченияжидкости через малое калиброванное отверстие; вязкость вычисляется по скоростиистечения.
Кроме деформации сдвигавнутреннее сопротивление в жидкости возникает и при объёмном сжатии жидкости,т.е. сжимаемая жидкость стремится восстановить состояние первоначальногоравновесия. Этот процесс, в некоторой степени, аналогичен проявлению силсопротивления при деформации сдвига, хотя сам процесс и отличается по своейсути. По этой причине говорят, что в жидкости проявляется так называемая втораявязкость £, обусловленная деформацией объёмного сжатия жидкости.
Список используемойлитературы
1. «Гидравлика» Агроскин И.И,Дмитриев Г.Т., Пикалов Ф.И., 2000г.
2. «Гидравлика» Рабинович Е.З.,2000г.
3. «Механика жидкости, гидравлическиемашины и основы
Гидропривода» Орлов Ю.М., 2001г.
4. «Гидравлика и гидромашины» СоколовБ.А., 2007г.