VI. Внутренне трение ( вязкость) и факторы, его опредляющие. Уравнение Ньютона. Виды вязкости и их характеристика

Внутренним трением (вязкостью) – называют свойства сред оказывать сопротивление при перемещении их частиц относительно друг друга под действием незначительной внешней силы.

В реальной жидкости вязкость имеет место вследствие взаимного притяжения молекул. Вязкость зависит от состояния и молекулярных свойств жидкости (газа).

Опыт: поместим слой жидкости между двумя параллельными твердыми пластинами на расстоянии X. Нижняя пластина закреплена.

F

u1

u2

u3

X u4

Если потянуть за верхнюю пластину силой F, то она приобретает скоростьV₁, и с такой же скоростью двигается самый верхний слой жидкости, прилегающий к пластине.

Этот слой влияет на лежащий под ним слой жидкости и заставляет его двигаться со

скоростью V₂ (причем V₂<V₁) и т.д.

Каждый слой ускоряет нижележащий, но замедляет вышележащий. Слой «прилипший» к нижней пластине, неподвижен. Силы, действующие между слоями и направленные по касательной к поверхности слоев, называются

- силами внутреннего трения (вязкости)

Учитывая расстояние «∆x» между двумя пластинами, Ньютон установил, что силы вязкости пропорциональны площади взаимодействующих слоев «S» и будут тем больше, чем больше отношение разности скоростей ∆V к расстоянию между слоями «∆x».

F~S F~ (∆u/ ∆x)·S

F~ ∆u/ ∆x

Т.о. уравнения Ньютона.

“h”-коэффициент абсолютной (динамической) вязкости. Если коэффициент вязкости не зависит от градиента скорости, то такая жидкость называется ньютоновской. Если коэффициент вязкости зависит от градиента скорости, то такая жидкость называется неньютоновской.

Если перенести “S”, то:

F/S=t [H/ м² ] - напряжение сдвига (по смыслу – давление, оказываемое по касательной к слою жидкости)

u/ x=g [ ] - градиент скорости (по смыслу – скорость деформации «прямоугольника» жидкости)

- реологическая форма уравнения Ньютона