Инструменти и аксесоари. стъклен цилиндър с течност тестове, малки стоманени топки, микрометър, хронометър.
1. естеството на силите на вискозно триене
Във всеки тяло се движи в флуид (газ), силата на вискозно триене (вътрешно триене). Силата на вискозно триене настъпва между съседни слоеве от течност или газ се движи по някаква причина при различни скорости. Слоевете се движат един спрямо друг, обмен молекули. Молекулите на бързо слой се пренася в слой от някакъв забавен пулс и бавен слой има тенденция да се движат по-бързо. На свой ред, молекулите на слоя на бавно, бързо пропускане слой да се инхибира.
Въпреки това, този механизъм е характерно за вискозни триене повече газове, в които молекулите скочи от един слой поради случаен топлинна движение. Вътрешният триенето в течността се определя до голяма степен от действието на междумолекулни сили. Разстоянието между молекулите в течността са малки, но значителна сила взаимодействие. Молекулите на течността, като твърди частици тялото осцилира около техни равновесни позиции. В края на времето "уреден живот" течен молекула скача на нова позиция.
При преместване в течност на тялото при скорост , частично течни молекули "пръчка" него адсорбирания. Слоят на течност най-близо до прилепнал слой се интересува от силите на междумолекулни взаимодействия. След това течността се ускорява на границата с твърдото вещество. Тя ще работи със средно общо сила F в посоката на движение на тялото. Според третия закон на Нютон от страна на телесна течност ще действа по същия начин в амплитуда, но в противоположна посока сила. Това е силата на вискозно триене. Появата на тази сила води до инхибиране на движещото се тяло.
се определят емпирично формула сила на вътрешно триене:
при което - градиента на скоростта, която показва скоростта на степента на промяна в посоката х, перпендикулярна на слоеве за движение;
S - площ, върху която сила действа.
Star «» във формулата (1) показва, че сила F насочени в посока на намаляване на скоростта. Η фактор пропорционалност се нарича вътрешен коефициент на триене или вискозитет (динамичен вискозитет).
Ако във формула (1) комплект, ΔS = 1 м 2. Това ще бъде числено равно F η, т.е. Динамичен вискозитет е числено равно на вътрешно триене сила, получена при всяка една от контактните повърхности на двата слоя се движат един спрямо друг с градиент скорост равна на единица.
Динамичният вискозитет зависи от естеството на течността и течните намалява с повишаване на температурата. Вискозитетът играе важна роля в движението на течности.
2. Формула Stokes
Да разгледаме еднакво движение на малка топка с радиус R в течността (газ). Означаваме скоростта на подаване спрямо флуид през 0. разпределение на скорост в съседните слоеве на течност, увлечена топка, има формата, показан на фиг. 1. В непосредствена близост до повърхността на сферата, този процент е равен на 0. и намалява разстояние и по същество става нула на разстояние L от повърхността на топката.
Очевидно е, че колкото по-голям от радиуса на сферата, толкова по-голяма маса на флуида (газ) участва в движението на тях, и L трябва да бъде пропорционална на R:
L = α · г.
Под имаме предвид средната стойност на коефициента на пропорционалност. Тогава средната стойност на скоростта на топката повърхност е равен на
Ball повърхност S = 4πr 2 и силата на триене с опит от движещия се
Stokes е намерено, че за сфера а =. Следователно силата на вискозно триене опит от топката се движи във флуид (газ):
където г - диаметър на топката.
формула Stokes се прилага само в случай на сферични тела с малки размери и ниски скорости на тяхното движение.
Съгласно формула Stokes "може, например, да се определи скоростта на утаяване на частиците на мъгла и дим. Тя може да се използва за решаване на проблема обратен измерване на скоростта на спад на топката в течността, вискозитета може да се определи.
3. Определяне на вискозитета на течността от Stokes
Н и попадащи в течността вертикално надолу топката трите сили, действащи (фигура 2): Gravity мг. Архимед сила Fa и силата на вискозно триене Ftr.
Според втория закон на Нютон:
Силата на тежестта и плавателност постоянен модул и вискозно триене сила, съгласно формула (2) се увеличава със скоростта на топката и идва момент, когато силата на гравитацията, базирана на сума на силите на триене и Архимед. От този момент топката е равна на нула ускорение, движение Т. Е. му става униформа.
където V - обем крушка; ρzh - плътност на течността; ρsh - плътност топчета.
Заместването на уравнение (2), (4) в уравнение (3), получаваме
движение скорост топка
където - разстоянието между марките на контейнера с течност, съответстваща на мястото на балансиращи сили; τ - преминаването на топката разстояние.
. (5)
Като се има предвид ефекта на стените на кръвоносните съдове на движението на топката формула (5) е под формата
където D - диаметър на съда.
Отидете на работа
1. Измерете вътрешният диаметър на стъкления цилиндър, а разстоянието между марките, с шублер и мащабната.
2. Измерете диаметър микрометър на топката.
3. Долна топчета в съда, така че тя се движи по оста на цилиндъра, и хронометър за измерване на времето, което минава между марките.
4. Изчислява се проба течност вискозитета съгласно формула (6).
5. Същите измервания и изчисления се извършват за още четири топки.
6. Изчислява се средната стойност на коефициента на вискозитет.
7. Резултатите от измерванията и изчисленията са записани в таблица 1.
ПРОВЕРКИ
За да се обясни механизма на възникване на вискозни фрикционни сили.
Извлекат Stokes формула.
Какъв е методът за определяне на вискозитета на течността от Стоукс и там където се прилага на практика?
Определяне на метод течност вискозитет Stokes
82.62kb. 1 р.
Определяне на коефициента на вътрешната течност триене по метода на Stokes
99.37kb. 1 р.
Има два основни параметри за определяне на вискозитета на течността: динамична (или абсолютно) вискозитет и кинематичен вискозитет
19.28kb. 1 р.
Свързани статии