Курсовая работа «Моделирование движения шарика в вязкой среде»
Жидкость. Вязкость и плотность жидкости
жүктеу/скачать 228.33 Kb.
|
| 1. Жидкость. Вязкость и плотность жидкости.
В теории гидромеханики под термином «жидкость» подразумеваются капельные и упругие жидкости (газы и пары) благодаря их общему физическому свойству – текучести. Поэтому, прежде всего, в гидравлике и гидромеханических процессах жидкости рассматриваются как текучие среды (вещества), способные самопроизвольно занимать и принимать форму всего объёма сосуда, в котором они заключены. Кроме того, жидкости представляются как сплошные среды с непрерывно распределенной плотностью. Под этим понятием имеется в виду среда, частицы которой равномерно распределены по всему её объёму без «разрывов», т.е. в любой точке объёма существуют частицы среды и обладают определённой плотностью. Различают следующие виды жидкостей: Идеальная жидкость – обладает абсолютной текучестью, абсолютно несжимаема и в ней полностью отсутствуют силы сцепления между частицами. Реальная жидкость – обладает всеми указанными выше свойствами. Главные и основные свойства жидкости – текучесть и вязкость. Гомогенная жидкость – жидкость, состоящая из одного или нескольких компонентов, не имеющих границу раздела между собой (истинные растворы). Гетерогенная жидкость – жидкость, состоящая из одного или нескольких компонентов, которые имеют границу раздела между собой - двух или трёхфазные системы (суспензии, дымы, пыли, туманы и эмульсии) [1]. Основная функция жидкости – она является главным рабочим телом, носителем энергии. Вспомогательная функция – смазка сопряжений, охлаждение, защита от коррозии, удаление продуктов износа. Основными критериями оценки качества жидкости являются плотность, вязкостно-температурные свойства, химическая и физическая стабильность, агрессивность по отношению к резиновым уплотнительным деталям и смазочная способность, а также огнестойкость и взрывобезопасность. Вязкость – это свойство жидкости сопротивляться деформации сдвига ее слоев. Механизм возникновения вязкости обусловлен тем, что при течении жидкости вдоль твердой стенки скорость ее слоев в результате торможения потока различна, вследствие чего между слоями возникает сила трения [6]. Количественной характеристикой вязкости является коэффициент динамической вязкости, или коэффициент внутреннего трения. Величина коэффициента динамической вязкости газов возрастает с увеличением температуры, а жидкостей падает [2]. Плотность жидкости – физическая величина, представляющая отношение массы жидкости к ее объему [6]. Плотность во всех точках однородной жидкости одинакова. В общем случае плотность может изменяться от точки к точке в занятом жидкостью объеме и в каждой точке объема с течением времени [3]. При движении тел в вязкой жидкости возникают силы сопротивления. Происхождение этих сил можно объяснить двумя разными механизмами. При небольших скоростях, когда за телом нет вихрей (ламинарное течение, идеальное обтекание), сила сопротивления обуславливается только вязкостью жидкости. В этом случае прилегающие к телу слои жидкости движутся вместе с телом. Но граничащие с ними слои жидкости также увлекаются в движение силами молекулярного сцепления. Так создаются силы, тормозящие относительное движение твёрдого тела и жидкости. Второй механизм возникновения сил сопротивления связан с образованием вихрей и различием скоростей движения жидкости перед телом и за ним [4]. Часть работы, совершаемой силами трения при движении тела в жидкости, идёт на образование вихрей, энергия которых переходит затем в теплоту. Если движение тела в жидкости происходит медленно, без образования вихрей, то сила сопротивления создаётся только по первому из описанных механизмов. Для тел сферической формы её величину определяют по формуле Стокса: = 6πηR , где η – вязкость жидкости, R – радиус шара, – скорость его равномерного движения [4]. жүктеу/скачать 228.33 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|