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的流体的动态粘度。 什么是它的物理和力学意义?

液体被定义为物理体,在其上任意小的影响力来改变其形状的能力。 通常有两种主要类型的液体和气体的滴注。 滴液 - 在通常意义上的流体:水,煤油,机油等。 气态流体 - 气体,在正常条件下为,例如,气态物质,如空气,氮气,丙烷,氧气。

这些化合物在分子结构和相互的分子的相互作用的类型而不同。 然而,从力学的角度来看,他们是连续介质。 也正因为如此,他们发现了一些常见的机械性能:密度和比重; 和基本 物理性质: 可压缩性,热膨胀,抗拉强度,强度表面张力和粘度。

下粘度理解的性质的液体物质的抵抗滑动或它的层转移到彼此。 概念的实质是发生 摩擦力 流体内的不同层之间的相对运动过程中。 “流体的动态粘度”和它的“运动粘度”的概念之间进行区分。 接下来,定睛一看,正是这些概念之间的区别。

基本概念和维

粘性力F,其起因于相对移动广义流体的彼此相邻的层是直接正比于层的速度和它们的接触面积S.这个力作用的方向垂直于该运动,并表示以牛顿方程是分析

F =μS(ΔV)/性(Δn),

其中(ΔV)/性(Δn)= GV - 在法线方向移动段的速度梯度。

比例系数μ - 是动态粘度,或简单地粘性流体的广义。 从牛顿方程是

μ= F /(S∙GV)。

在定义为介质的粘度,粘度的物理测量系统单元,其中在单元的速度梯度GV = 1厘米/每层摩擦力作用平方厘米1达因秒。 因此,单元的该系统中的尺寸被表示在达因∙小号∙平方公分( - 2)= R∙厘米^( - 1)∙小号^( - 1)。

该措施被称为动态粘度泊(P)。

1个P = 0.1 PAS∙C = 0.0102千克力∙与∙平方公尺( - 2)。

适用和更小的单元,即:P 1 = 100厘泊(CPS)= 1000毫帕·秒(millipuaz)= 1000000 INC(mikropuaz)。 在用于粘度值的单位的技术系统以千克力∙与∙平方公尺( - 2)。

在定义为介质的粘度,其中在单元的速度梯度GV = 1米/秒至每1 N(牛顿)液体层作用的摩擦力的平方米1米粘度的国际系统单元。 在μ尺寸值 的SI 单位kg∙立方公尺表示( - 1)^∙与( - 1)。

如动态粘度液体引入概念的运动粘度系数的比率进一步特性μ的流体密度。 的运动粘度的斯托克斯测定的值(第一级= 1平方公分(2)/ c)中。

粘性系数在数值上等于在一个方向上每单位时间的移动气体中进行流量的数量垂直于运动,每单位面积时的移动速度每速度的单元的不同成每单位长度的分离的气体层。 粘度系数 取决于材料(温度和压力)的种类和状态。

动态粘度和液体和气体的运动粘度,在很大程度上取决于温度。 可以注意到的是,系数降低随着温度的增加用于丢弃液体,相反,随着温度的升高 - 用于气体。 不同于这种依赖可以通过在微滴液体和气体分子之间的相互作用的物理性质进行说明。

物理意义

从气体粘度现象的分子运动理论的观点出发在于,由于分子的随机运动的运动介质发生速度不同的取向层的事实。 因此,如果在一个方向上的第一层在其上的第二层移动比相邻更快,所述第二的第一层移动速度分子,反之亦然。

因此,第一层趋向于加速所述第二层的运动,并且所述第二 - 减慢第一的运动。 因此,第一层的移动的总量将减少,并且所述第二 - 增加。 在运动的这个量将得到的变化的特征是粘度系数气体。

不像气体的液滴,在更大程度上的分子间力的作用的内摩擦。 显著 - 而且,由于液滴的分子之间的距离,与所述气态环境中,分子间的相互作用力,同时相比是小的。 液体的分子,以及固体的分子,测距的平衡点附近。 然而,在液体中,这些规定并不固定。 后的一定时间内的液体分子突然到一个新的位置。 同时,在此期间分子在液体中的位置没有变化,当时称之为“定居生活”。

分子间作用力上的液体类型显著依赖。 如果该物质的粘度是小的,它被称为“可流动的”,当流量系数和流体的动态粘度 - 成反比。 相反,具有高粘度的材料可具有机械硬度,如,例如,树脂。 该物质的粘度,同时显著取决于杂质和它们的量和温度的组合物。 随着温度的升高量“定居生活”时间减少,从而增加了流体粘度降低和物质的移动性。

粘度的现象,以及其他分子转运现象(扩散和热导率)是一种不可逆的过程,这导致对应于最大熵和自由能最小的平衡状态的实现。

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