- •1. Давление в жидкости, способы его измерения и единицы. Гидростатическое давление и
- •6. Вязкая жидкость. Коэффициент вязкости
- •7. Движение тела в вязкой жидкости. Формула Стокса для шарика и границы ее
- •Формула Стокса — Эйнштейна
- •8. Течение в трубах. Закон Пуазейля и границы его применимости. Гидравлическое сопротивление.
- •9. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса.
- •10. Уравнение газового состояния и термодинамическая («абсолютная») температура.
- •11. I начало термодинамики. Изопроцессы в идеальном газе. Адиабатический процесс.
- •Основное уравнение молекулярной-кинетической теории
6. Вязкая жидкость. Коэффициент вязкости
вязкая жидкость- это подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, то есть касательное напряжение и градиент скорости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость.
Простое уравнение, описывающее силы вязкости, возникающие в ньютоновской жидкости (которые во многом определяют ее поведение), основано на сдвиговом течении:
,
где
— касательное напряжение, вызываемое жидкостью [Па]
— динамический коэффициент вязкости — коэффициент пропорциональности [Па·с]
— производная скорости в направлении, перпендикулярном направлению сдвига [с−1].
7. Движение тела в вязкой жидкости. Формула Стокса для шарика и границы ее
применимости.
На тело, движущееся в жидкости или газе, действуют две силы (равнодействующую их обозначим R), одна из которых (Rx) направлена в сторону, противоположную движению тела (всторону потока), — лобовое сопротивление, а вторая (Ry) перпендикулярна этому направлению — подъемная сила
Формула Стокса — Эйнштейна
Величина подвижности не всегда легко определяется, поэтому если предположить, что числа Рейнольдса малы, то для силы сопротивления, испытываемой макроскопическим шариком (частицей), можно использовать формулу Стокса
где — вязкость жидкости, — радиус частицы.
Таким образом, получается выражение:
8. Течение в трубах. Закон Пуазейля и границы его применимости. Гидравлическое сопротивление.
Уравнение или закон Пуазёйля (закон Хагена — Пуазёйля или закон Хагена — Пуазёйля) — закон, определяющий расход жидкости при установившемся течении вязкой несжимаемой жидкости в тонкой цилиндрической трубе круглого сечения.
где
— расход жидкости в трубопроводе;
— диаметр трубопровода;
Закон Пуазёйля работает только при ламинарном течении и при условии, что длина трубки превышает так называемую длину начального участка, необходимую для развитияламинарного течения в трубке.
гидравлическое сопротивление — безвозвратные потери удельной энергии (переход её в теплоту) на участках гидравлических систем (системгидропривода, трубопроводах, другом гидрооборудовании), обусловленные наличием вязкого трения
Гидравлические потери принято разделять на два вида:
потери на трение по длине — возникают при равномерном течении, в чистом виде — в прямых трубах постоянного сечения, они пропорциональны длине трубы;
местные гидравлические потери — обусловлены т. н. местными гидравлическими сопротивлениями — изменениями формы и размера канала, деформирующими поток.
9. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса.
Ламина́рное тече́ние — течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций (то есть беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).
Турбулентное течение течение жидкости или газа, характеризующееся беспорядочным, нерегулярным перемещением его объёмов и их интенсивным перемешиванием но в целом имеющее плавный, регулярный характер.
Число Рейно́льдса ( ), — безразмерная величина, характеризующая отношение нелинейного и диссипативного членов в уравнении Навье — Стокса[1]. Число Рейнольдса также считается критерием подобия течения вязкой жидкости.
Число Рейнольдса определяется следующим соотношением:
где
— плотность среды, кг/м3;
— характерная скорость, м/с;
— характерный размер, м;
— динамическая вязкость среды, Н·с/м2;
— кинематическая вязкость среды, м2/с( ) ;
— объёмная скорость потока;
— площадь сечения трубы.