Вязкость

Вязкость. Пояснения. Абсолютная и кинематическая вязкость. Таблицы значений вязкости — мало, школьный вариант. Вариант для печати.

• Кинематическая вязкость — мера потока имеющей сопротивление жидкости под влиянием силы тяжести. Когда две жидкости равного объема помещены в идентичные капиллярные вискозиметры и двигаются самотеком, вязкой жидкости требуется больше времени для протекания через капилляр. Если одной жидкости требуется для вытекания 200 секунд,а другой — 400 секунд, вторая жидкость в два раза более вязкая, чем первая по шкале кинематической вязкости.
  • Размерность кинематической вязкости — L2/T, где L — длина, и T — время. Обычно используется сантистокс (cSt). ЕДИНИЦА СИ кинематической вязкости — mm2/s, = 1 cSt =1 сантиСтокс = 10-6м2/с = мм2/с
  • Перевод единиц кинематической вязкости

• Абсолютная (динамическая) вязкость, иногда называемая динамической или простой вязкостью, является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости:
  • Абсолютная вязкость = Кинематическая вязкость * Плотность
  • Абсолютная вязкость выражается в сантипуазах (сПуаз). ЕДИНИЦА СИ абсолютной вязкости — Паскаль-секунда (Pa-s), запомним, что 1 сПуаз = 1 mPa-s.
  • Перевод единиц динамической = абсолютной вязкости

Определение — динамическая вязкость

Определение динамической вязкости производится на основе закона Стокса или закона Пуазейля.
 

Определение динамической вязкости этими приборами основано на зависимости величины динамической вязкости от перепада давления на капиллярной трубке при постоянном расходе жидкости. При прокачивании через капилляр жидкости с постоянным расходом измерение ее динамической вязкости сводится к измерению перепада давления на капилляре. Для поддержания неизменной величины расхода жидкости применен дозирующий насос шестеренчатого типа.
 

Определение динамической вязкости по этим формулам требует значительного времени, так как опытное определение некоторых входящих в них величин, например радиуса капилляра г и других, представляет известные экспериментальные трудности. Однако практически задача может быть значительно упрощена, если воспользоваться заранее определенной вязкостной характеристикой некоторой стандартной жидкости.
 

Определение динамической вязкости заключается в установлении времени истечения под постоянным давлением определенного объема ( равного объему шарика вискозиметра) испытуемого нефтепродукта через капиллярную трубку вискозиметра, для которого заранее установлена его постоянная.
 

Определение динамической вязкости по этим формулам требует значительного времени, так как опытное определение некоторых входящих Б них величин, например радиуса капилляра г и других, представляет известные экспериментальные трудности. Однако практически задача может быть значительно упрощена, если воспользоваться заранее определенной вязкостной характеристикой некоторой стандартной жидкости.
 

Определение динамической вязкости исследуемого масла проводят так же, как это было описано выше при определении постоянной вискозиметра, но при одном наполнении и при одном давлении ( обычно при 150 мм рт. ст.), а время тоже берут среднее из шести замеров. Время наполнения и истечения масла из шарика а должно укладываться в пределах 100 — 360 сек.
 

Для определения динамической вязкости в капиллярном вискозиметре оба колена вискозиметра через четырехходовой кран соединяют с манометром, который, в свою очередь, соединен через воздушный буфер с источником давления.
 

Для определения динамической вязкости требуются точные данные о плотности, которые часто отсутствуют, особенно для жидких сплавов. Чтобы получить динамическую вязкость, часто приходится вычислять плотность; для сплавов обычно пользуются законом Ве-гарда

Полученными результатами следует пользоваться с осторожностью, так как указанный закон часто не выполняется, особенно в сплавах с высокими отрицательными энтальпиями смешения.
 

Для определения динамической вязкости нефтепродуктов согласно ГОСТ применяется капиллярный вискозиметр Уббелоде-Гольде, а для определения кинематической вязкости нефтепродуктов — капиллярные вискозиметры Пинкевича и Воларовича.
 

Для определения динамической вязкости водно-спиртовых ра-ггворов нами по этим данным составлены графики, позволяющие эпределить значения ее для концентраций, выраженных как в объем-шх, так и в массовых процентах.
 

Метод определения динамической вязкости применяется в научно-исследовательских работах.
 

Методы определения динамической вязкости применяются в научно-исследовательских работах.
 

При определении динамической вязкости величину первоначально подвешиваемого — груза подбирают с таким расчетом, чтобы продолжительность трех оборотов цилиндра составила не менее 30 сек. Измерения проводят до тех пор, пока по четырем последовательным отсчетам времени не получат данные, расходящиеся не более чем на 10 % от среднего арифметического сравниваемых измерений. Затем увеличивают груз и снова отсчитывают продолжительность трех оборотов цилиндра.
 

При определении динамической вязкости величина первоначально подвешиваемого груза подбирается с таким расчетом, чтобы время трех оборотов цилиндра составило не менее 30 сек. При этом измерения производят до тех пор, пока четыре последовательных отсчета времени не дадут данные, расходящиеся не более чем на 10 % от среднего арифметического сравниваемых измерений. Затем увеличивают груз и снова производят отсчеты времени трех оборотов цилиндра.
 

Температурный коэффициент — вязкость

Температурный коэффициент вязкости для полимеров в пределах молекулярных масс от 17000 до 29000 не зависит от длины молекулы.
 

Температурный коэффициент вязкости ( ТКВ) оценивает зависимость вязкости от температуры в интервале от 0 до 100 С или от 20 до 100 С. Исходными данными для его расчета являются значения кинематической вязкости при 0, 50 и 100 С.
 

Температурный коэффициент вязкости ( кажущаяся энергия активации вязкого течения) расплавов волокнообразующих полимеров существенно зависит от степени аномалии вязкостных свойств: с уменьшением доли эластической деформации в процессе сдвигового течения снижаются значения АЕр — Так, для расплавов ПКА в области температур 543 — 553 К величина А. ЕР 63 — 64 кДж / моль, а в диапазоне 553 — 573 К она возрастает до 120 — 125 кДж / моль, т.е. почти вдвое.
 

Температурный коэффициент вязкости жидкостей противоположен по знаку температурному коэффициенту вязкости газов, и это дает основание считать, что механизм вязкости жидкости должен существенно отличаться от такового для газов. Согласно теории Энского и Чэпмена вместо передачи количества движения движущимися частицами одного слоя к другому имеет место передача его за счет межмолекулярных сил. Это оказывается возможным из-за достаточно большой плотности жидкости, когда среднее расстояние между молекулами сравнима с радиусом действия межмолекулярных сил. Анд-раде в рамках своей теории полагал, что многие проблемы жидкого состояния, в том числе и вязкость жидкости, могут быть рассмотрены с позиций квазикристаллического состояния, когда кристаллическая структура, характерная для твердого тела, размыта тепловым движением. В жидкостях, особенно при температурах, близких к кристаллизации, колеблющиеся молекулы длительное время находятся в своих слоях в положениях равновесия, и передача количества движения от слоя к слою совершается только в момент сближения колеблющихся молекул.
 

Температурный коэффициент вязкости ТКВ характеризует зависимость вязкости от температуры в интервале от 0 до 100 или от 20 до 100 С. Исходными данными для его расчета являются значения кинематической вязкости при О, 50 и 100 С.
 

Температурные коэффициенты вязкости фторуглеродов значительно больше, чем углеводородов.
 

Температурный коэффициент вязкости органических жидкостей весьма значителен; поэтому в любом случае при указании вязкости температура должна быть точно оговорена.
 

Вычислены температурные коэффициенты вязкости и электропроводности, а также приведенная электропроводность.
 

А — температурный коэффициент вязкости [ равен I / TJ а — коэффициент теплового расширения.
 

А — температурный коэффициент вязкости ( равен 1 / tj — J; х — сжимаемость; а — коэффициент теплового расширения.
 

Максимумы на кривых температурных коэффициентов вязкости более выражены, чем на изотермах вязкости, и могут служить подтверждением химического взаимодействия в системе.
 

Сложный вид диаграммы температурного коэффициента вязкости и особенно исправленной электропроводности в системе с изовале-риановой кислотой, а также широкий максимум на изотермах электропроводности и вязкости в системе с уксусной кислотой, может быть, объясняется образованием в системе не одного, а нескольких соединений.
 

Кинематическая вязкость — вода

Кинематическая вязкость воды, содержащей достаточное количество мелких ( менее 0 05 мм) взвешенных твердых частиц, может существенно увеличиться по сравнению с чистой ( без взвеси) водой. & связи с этим при изучении движения воды, несущей большое количество мелких наносов ( особенно Б придонной области потока в реке или канале), часто учитывают изменение кинематической вязкости в зависимости от положения движущегося слоя относительно дна.
 

Кинематическая вязкость воды при 20 2 С равна 1 ест. Вязкость определяется в приборах вискозиметрах посредством замера объема жидкости, протекающей через капиллярную трубу за определенный период времени. Чем быстрее вытекает жидкость из прибора, тем меньше у нее вязкость. Так, при 20 С вязкость дистиллированной воды равняется приблизительно 1 ест, а вязкость керосина — 4 ест. Это значит, что в вискозиметре керосин вытекает через капиллярную трубку в четыре раза медленнее воды.
 

Кинематическая вязкость воды при 20 С принята равной 1 0068 санти-стокса на основании исследований Э. П. Халфина как наиболее вероятное значение; отсюда один градус Энглера равен — 1 007 сантистокса.
 

Кинематическая вязкость воды при 20 С близка одному сантистоксу. Таким образом, условная вязкость показывает, во сколько раз данная жидкость при данной температуре более или менее вязка по сравнению с водой при 20 С.
 

Коэффициент кинематической вязкости воды при температуре 15 С равен v 0 0114 — 10 — м8 / сек.
 

Величина кинематической вязкости воды v определена при средней температуре ее 87 С.
 

С, кинематическая вязкость воды при 30 С составляет vso0 805 ест.
 

При повышении температуры кинематическая вязкость воды понижается, причем весьма существенно.
 

Одному сантистоксу равняется кинематическая вязкость воды при 20 С.
 

Здесь у — кинематическая вязкость воды, принимается по графику фиг.
 

Для предварительных тодсчетов величину кинематической вязкости воды v можно принять равной 0 01 см2 / с 1 Ю-6 м2 / с, что отвечает температуре 20 С.
 

В табл. 11 приведена зависимость кинематической вязкости воды от ее температуры.
 

В табл. 12 приведены сравнительные данные кинематической вязкости воды и воздуха в зависимости от температуры.
 

Выясним, каково будет число Рейнольдса, если кинематическая вязкость воды при 50 С v 0 556 Ю-6 м / сек.
 

В квадратичной области гидравлическая крупность не зависит от кинематической вязкости воды ( от температуры) при прочих равных условиях. При ламинарном режиме обтекания гидравлическая крупность не зависит от формы частиц наносов.
 

Единица — динамическая вязкость

Единица динамической вязкости ( в системе СИ) представляет коэффициент внутреннего трения такой жидкости, в которой сила в один ньютон вызывает взаимное перемещение двух слоев жидкости ( площадью 1 м каждый), находящихся на расстоянии 1 м друг от друга, со скоростью 1 м / сек.
 

Единица динамической вязкости, выраженная в единицах измерения, называется в честь Пуазейля пуазом.
 

Единица динамической вязкости называется пуазом. Размерность пуаза — г. см — сек; 0 01 пз называется сантипуазом.
 

Единица динамической вязкости называется пуазом; сотая часть пуаза называется сантипуазом.
 

Единица динамической вязкости называется пуазом. Пуаз измеряется касательной силой, приходящейся на 1 см2 площади двух слоев жидкости, отстоящих друг от друга на расстоянии 1 см и перемещающихся один относительно другого со скоростью 1 см / сек.
 

Единица динамической вязкости в системе СГС, выражаемая в г-см 1-с 1, носит название пуаза.
 

Единица динамической вязкости 1н — сек / м2, равная / кг / м — сек, называется пуазейлем. Дольные единицы вязкости: мн-сек / м2 и мкн сек / м2, где мн — миллиньютон и мкн — микроньютон.
 

Единицу динамической вязкости, выраженную в системе единиц СГС ( сантиметр-грамм-секунда), называют пуазом. Сотая часть пуаза называется сантипуазом.
 

Единицу динамической вязкости, выраженную в системе единиц CGS ( сантиметр-грамм-секунда), называют пуазом.
 

Единицей динамической вязкости является пуаз, представляющий собой вязкость жидкости, оказывающей сопротивление ж силой в 1 дину взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 CMZ, находящихся на расстоянии 1 см и перемещающихся относительно друг друга со скоростью 1 см / сек. Сотая часть пуаза называется сантипуазом.
 

Единицей динамической вязкости является пуаз, представляющий собой вязкость жидкости, оказывающей взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см2, находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга 0 со скоростью 1 см / с, силу сопротивления в 1 дину.
 

Единицей динамической вязкости является пуаз.
 

Единицей динамической вязкости является пуаз, представляющий собой вязкость жидкости, оказывающей взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью в 1 см2, находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга со скоростью 1 см / с, силу сопротивления в 1 дину. Сотая часть пуаза называется сантипуазом.
 

Единицей динамической вязкости является пуаз, Сотая часть пуаза — сантипуаз.
 

Значение — коэффициент — динамическая вязкость

При этом использовались полученные ранее значения коэффициента динамической вязкости и изохорной теплоемкости фреона-22. Вычисленные по этому методу Я, оказались ниже найденных по уравнению ( 45) на 14 % при — 40 С и на 4 % — при 100 С. Таким образом, вычисления по уравнению ( 45) приводят к промежуточным значениям Я между расчетными данными, представленными в работе Свелы, и вычисленными по методу Бром-лея. По этому уравнению были определены Я, приведенные на стр.
 

Для жидкостей, а также для газов значение коэффициента динамической вязкости ji зависит главным образом от температуры и лишь в незначительной степени от давления. Только близ критической точки начинает сильно сказываться зависимость от давления. П-4 иллюстрирует это явление для воды и пара. Все другие исследования жидкости ведут себя принципиально подобным же образом. Согласно уравнению ( 6 — 5) кинематическая вязкость v жидкостей практически тоже не зависит от давления вследствие их незначительной сжимаемости. Для газов согласно уравнению состояния она обратно пропорциональна давлению.
 

В табл. 1.21 приведены данные о кинематической вязкости бытовых сточных вод, вычисленные по (1.15), а в табл 1.22 — значения коэффициента динамической вязкости некоторых растворов.
 

По этому уравнению, описывающему опытные данные Беннинга и Марквуда с отклонениями до 2 % и опытные данные Кинзера с отклонениями 15 %, в настоящей работе вычислены значения коэффициента динамической вязкости кипящей жидкости, которые приведены на стр.
 

Подчеркнем, что в данном случае мы имеем дело со средами, плотности которых могут резко меняться в выделенном элементарном объеме ( например, за счет вытеснения одной среды другой), поэтому эффективные коэффициенты объемной вязкости могут принимать значения, намного превосходящие значения коэффициентов динамической вязкости. В дальнейшем при анализе конкретных задач мы будем удерживать в выражениях (1.47) лишь первые слагаемые в правых частях, что эквивалентно замене как жидкой, так и твердой фазы соответствующей идеальной жидкостью.
 

Очевидно, что при определении трения колонны о промывочную жидкость необходимо подставлять значения коэффициентов динамической вязкости этой жидкости.
 

В таблицах физических параметров в приложении даются значения коэффициентов вязкости для некоторых жидкостей и газов. Так как значения коэффициентов динамической вязкости в некоторых справочниках даются в абсолютной системе, а именно в пуазах ( 1 пуаз — 1 г / см — сек), то часто при использовании табличных данных имеете с величинами в технической системе мер допускаются ошибки. Этих ошибок можно избежать, если при расчетах применять кинематическую ( вязкость, которая в обеих системах мер имеет одинаковую размерность. По этой причине кинематическая вязкость приводится в таблицах приложения.
 

Эти измерения подтвердили существование аномальной зависимости вязкости водяного пара от давления на изотермах в области, ранее исследованной Кестиным , и позволили получить надежные данные в ранее практически не исследованной области параметров состояния. Результаты проведенных опытов показали, что принятая при составлении Международной скелетной таблицы ( МСТ) однозначная зависимость избыточной вязкости ( i — и. Наши измерения, результаты которых приведены в , не охватывали, однако, области параметров состояния, прилегающей к линии насыщения. Следует также отметить, что в МСТ не были зафиксированы значения коэффициента динамической вязкости воды и пара на линии насыщения при температурах выше 300 С, так как данные для этой области были немногочисленными и противоречивыми. В связи с осуществлением Международной программы исследований, направленных наразработку новых скелетных таблиц коэффициентов переноса воды и водяного пара, в Физической лаборатории ВТИ была поставлена работа по подробному исследованию вязкости воды и пара вблизи линии насыщения.
 

Характер зависимостей коэффициента трения набивок от затяжки сальника и давления рабочей среды при испытании на азоте идентичен характеру зависимостей, полученных при испытаниях на воде. Однако сопоставление рис. 27 и 28, а также рис. 29 и 30 показывает, что коэффициент трения при уплотнении воды ниже коэффициента трения при уплотнении азота при одинаковых условиях испытаний. Это, по-видимому, объясняется различием в значениях коэффициента динамической вязкости, который существенно больше у воды, что и определяет отличие в эффективности разделяющих свойств пленки рабочей среды между штоком и набивкой.
 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ коэффициента вязкости внутреннего тренияжидкости методом Стокса

Фамилия И.О.
_________________   Группа __________   Дата ______

Введение

Вязкость (внутренне трение)
обуславливается силой трения, возникающей при относительном смещении слоев
жидкости. Вязкость жидкости характеризуется коэффициентом вязкости. Эта
величина определяет свойства жидкости и связывает силу внутреннего трения в
жидкости со скоростью ее частиц.

Физический смысл коэффициента вязкости можно выяснить
из следующих соображений. При установившемся потоке жидкости в трубе различные
слои движущейся жидкости имеют различные скорости. Наибольшую скорость имеет
слой, текущий по центральной части трубы. Слой, непосредственно прилегающий к
стенкам трубы, благодаря прилипанию частичек жидкости к стенкам трубы, имеет
скорость . Поэтому распределение скорости текущей
жидкости по трубе определяется величиной  (градиент
скорости), которая показывает изменение скорости на единицу длины радиуса
трубы. Согласно закону Ньютона, сила внутреннего трения между слоями
определяется формулой:

где       η – коэффициент вязкости;

             — градиент скорости;

S –
площадь поверхности, к которой приложена сила.

Из этой формулы следует:

Если предположить, что S равняется
единице поверхности и градиент скорости равен единице, то η = F, то
есть коэффициент вязкости численно равен силе внутреннего трения между слоями,
действующей на единицу поверхности при градиенте скорости равном единице.

В системе СИ коэффициент вязкости измеряется в Ньютон
секундах на квадратный метр и имеет размерность

Основными методами измерения коэффициента вязкости
являются метод истечения жидкости из капилляра, разработанный Пуазейлем и метод
падения шарика, разработанный Стоксом.

В настоящей работе описывается метод Стокса. Маленький
шарик, изготовленный из материала, плотность которого больше плотности
исследуемой жидкости, опускается в исследуемую жидкость, находящуюся в длинной
трубке. На движущейся шарик действуют три силы:

1.Сила тяжести

где       r – радиус шарика;

            ρ – плотность материала шарика;

g –
ускорение силы тяжести ().

2.Сила Архимеда, направленная против
движения шарика:

здесь ρ₁ – плотность
вязкой жидкости.

3.Сила внутреннего трения (сила
сопротивления движения шарика). Эта сила также направлена против движения
шарика. Стокс на основании теоретических исследований установил, что если шарик
движется в жидкости, не вызывая при своем движении никаких завихрений, то сила
сопротивления движения шарика определяется формулой

где  —
скорость падения шарика, r – радиус шарика, η – коэффициент вязкости
жидкости.

Следует учесть, что при движении шарика
имеет место не трение шарика о жидкость, а трение отдельных слоев жидкости друг
о друга, так как шарик обволакивается тонким слоем жидкости, и этот слой
жидкости движется вместе с шариком.

Сила трения с увеличением скорости
движения шарика возрастает, следовательно, при движении шарика скорость его
может достигнуть такой величины, при которой все три силы, действующие на
шарик, будут уравновешены, то есть равнодействующая их будет равна нулю. Такое
движение шарика будет равномерным, и шарик будет двигаться по инерции с
постоянной скоростью. Уравнение динамики для такого движения будет:

или

откуда

При движении шарика в цилиндрическом сосуде с
радиусом R и высотой h учет наличия
стенок, дна сосуда и верхней поверхности приводит к следующему выражению для
коэффициента вязкости, установленному теоретически

здесь   R – радиус цилиндра, h – высота
жидкости.

Для шариков малых радиусов 1-2 мм и трубок достаточно
большого диаметра  малая величина. Ею можно в
наших расчетах пренебречь и расчеты вести по формуле (53).

Следует помнить, что коэффициент вязкости зависит от
температуры. При повышении температуры коэффициент вязкости уменьшается.
Поэтому при определении коэффициента вязкости следует указать температуру.

Порядок выполнения работы

1.Получив у лаборанта микрометр и
несколько стальных и чугунных шариков, определить диаметры шариков при помощи
микрометра с точностью до 0,01 мм. Плотность стали принять равной , плотность свинца — , плотность масла —

2.Температуру считать равной
комнатной температуре.

3.Измерить расстояние между метками
на трубке, в которой должен двигаться шарик.

4.Секундомером определить время
прохождения шариком расстояния между красными линиями ab (рис.22).

Глаз следует поместить так, чтобы отсутствовала ошибка
на параллакс. Опыт повторяют с двумя-тремя шариками.

5.Скорость определяется из
соотношения

6.Данные опыта подставить в формулу
(53).

7.Для каждого шарика  отдельно
измеряют время падения и рассчитывают коэффициент вязкости. Затем определяют

8.Найти относительную и абсолютную
ошибки измерения.

Определение слова Вязкость по БСЭ

Вязкость — внутреннее трение, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В. твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно (см. Внутреннее трение в твёрдых телах).Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном (1687):

(касательная)сдвигплощадь_2l21градиент(быстротаизмененияиначескоростьрисКоэффициентпропорциональностивязкостипростосмещениюВеличина,обратная1_&eta.численно_Sнеобходимойподдержанияскоростей,междуслоямирасстояниеравноопределенияединицаразмерчасто&eta._&rho.плотностьсоответственно,(Стокс)течение)постояннойвеличина,значения

металлыжидкийгелийсверхтекучеесостояние,Гелий,характеристикаЗначениеучитыватьперекачивании(нефтепроводы,весьмапроцессвыработкитесноструктуройвремябольшоетеориясущественнобольшедействияпоэтомуглавнымМеждуобменобусловленныйПереходсоседний,движущийсяпереносудвижениярезультатеболееРаботаполностью(давления),общеекаждаямолекуламенееглубокоменьшееследующее

массамолекулы,числосредняяДлина(несколькотакженагреванииЇоченьпонятиемногоменьше,очередьподвижностьможетпроникнутьобразованиидостаточнойперескакиванияэнергияЭнергиясниженияростаповышениидесяткисотнисвязинедостаточнойразработанностьюпрактикеширокохорошозависимостьсоединенийуглеводороды,спирты,органическиекислотызакономерномассыВысокаяЦиклическиеНафтены)различнойсмешивании,основаноприменениеизмеренийметодаработатолькопреодолениеистиннойразрушениечерезкапилляр,прямаяпропорциональностьПуазёйляТечениезависимостихарактернойважнейшиебиологическиеЦитоплазмабольшинствеотклонениятиксотропии)наблюдениецентрифугировании&minus.3свышевоздействииоблучениясначалауменьшениезатем,увеличенииточноКровьжидкость,компонентыбелкиоседанияТрудысовещанияФренкельпластичностьГолубевСправочникРуководствоСхеманеподвижнойИзмерениеЗависимость

1. Вводные сведения

Вязкостью
называется способность жидкости
оказывать сопротивление сдвигающим
усилием.

Вязкость
жидкости характеризуется динамическим
коэффициентом вязкости
.

Сила
вязкости, действующая на пластину,
перемещающуюся по слою жидкости со
скоростью
,
для случая плоского течения (рис. 4.1)
может быть записана формулой

где
динамический
коэффициент вязкости,

площадь
пластин,

градиент
скорости по нормали к слою.

Рис.4.1.
Схема к определению силы вязкости при
слоистом движении жидкости

При
прочих равных условиях та жидкость
более вязкая, динамический коэффициент
вязкости
которой больше.

Динамический
коэффициент вязкости
имеет размерность

где
масса,

длина,

время,

и
измеряется в
либо в пуазах:.

Кроме
динамического коэффициента вязкости
получил распространение кинематический
коэффициент вязкости,
гдеплотность
жидкости. Кинематический коэффициент
вязкости имеет размерностьи измеряется вили в.
1носит название «Стокс».

Коэффициенты
изависят, прежде всего, от рода жидкости,
а для данной жидкости являются функциями
давления и температуры.

Для
сжимаемых и несжимаемых жидкостей эти
зависимости проявляются по-разному. В
капельных жидкостях кинематический
коэффициент вязкости уменьшается при
повышении температуры, а в газах
(например, в воздухе), наоборот,
увеличивается. Причину неодинакового
поведения можно объяснить на основе
кинетической теории.

Коэффициент
вязкости
определяется согласно кинетической
теории по формуле

В
этой формуле 0,31 и 0,4 – коэффициенты,
принимаемые в зависимости от закона
распределения скоростей и характера
удара молекул газа в их тепловом движении;

число
молекул в 1;

масса
молекул;

средняя
скорость теплового движения;

длина
свободного пробега молекулы между двумя
столкновениями.

Так
как
,
то кинематический коэффициент вязкости

.

Скорость
молекул прямо пропорциональна корню
квадратному из абсолютной температуры
Т,
а длина свободного пробега молекулы
увеличивается с увеличением температуры,
следовательно с повышением температуры
увеличиваются как кинематический, так
и динамический коэффициенты вязкости
в газах.

В
капельных жидкостях не наблюдается
такого движения молекул, как в газах.
Согласно кинетической теории каждая
молекула жидкости совершает колебание
около незакрепленного (в кристаллическом
теле около закрепленного) положения,
причем молекулы многоатомные, имея
несимметричную форму, склонны
ориентироваться относительно друг
друга; нарушение этой ориентировки при
перемещении одних слоев жидкости
относительно других вызывает сопротивление,
тем большее, чем ниже температура. С
повышением температуры уменьшается
сопротивляемость изменению ориентировки
молекул, уменьшается и сопротивление
молекул перемещению, уменьшается сила
трения, т.е. уменьшаются коэффициенты
вязкости (динамический и кинематический).

Зависимость
вязкости капельной жидкости от давления
значительно меньше, чем от температуры.
С увеличением давления вязкость
возрастает тем быстрее, чем сложнее
молекула, и увеличивается в среднем на
1/300 – 1/500 от своей величины при увеличении
давления на 1.

Вязкость
рабочей жидкости имеет большое значение
при работе гидромашин. Функции, выполняемые
рабочей жидкостью разнообразны, и
предъявляют к ней целый ряд требований,
многие из которых противоречивы. Выбор
рабочей жидкости является самостоятельной
задачей, причем знание величины вязкости
является обязательным условием ее
успешного решения. Приборы, предназначенные
для определения вязкости жидкости
называются вискозиметрами.