Вязкость жидкостей

Всякое тело при движении испытывает сопротивление среды, в которой оно движется. Если стеклянной палочкой перемешивать жидкость, то ощущается сопротивление движению палочки.

Когда тело испытывает сопротивление движению со стороны своих же частиц, противодействующая сила называется внутренним трением или вязкостью.

Вязкость — это свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой и зависящее от сил сцепления (взаимодействия) между молекулами. При перемещении одних слоев реальной жидкости относительно других возникают силы внутреннего трения, направленные по касательной к поверхности слоев.

Более быстрые слои ускоряют более медленные и наоборот, медленные слои тормозят прилегающие к ним быстрые слои. Градиент скорости показывает, как быстро меняется скорость при переходе от слоя к слою в направлении x перпендикулярном направлению движения слоев.

Сила внутреннего трения пропорциональна градиенту скорости и рассматриваемой площади поверхности слоя S: Коэффициент пропорциональности η, зависящий от природы жидкости, называется динамической вязкостью (или просто вязкостью).

(4.1)

Единица вязкости- паскаль-секунда- динамическая вязкость среды, в которой при ламинарном течении и градиенте скорости с модулем равным 1м/с на 1м, возникает сила внутреннего трения 1Н на 1м² поверхности касания слоев (1Па с=1Н с/м²).

Чем больше вязкость, тем сильнее жидкость отличается от идеальной, тем больше силы внутреннего трения в ней возникают. Вязкость, является величиной характерной для данной жидкости. Ниже приведены вязкости некоторых жидкостей (η ·10^-3, Па·с) при 20⁰С

вода 1, 005 серная кислота 21, 6

метиловый спирт 0, 517 касторовое масло 1000, 0

этиловый спирт 1, 190 глицерин 1499, 0

пропиловый спирт 2, 200 деготь 3000, 0

Вязкость жидкостей в значительной степени зависит от температуры. С ростом температуры вязкость жидкостей понижается. На вязкость сильное влияние оказывает давление. До давлений порядка 1000 – 2000 атм вязкость жидкостей растет линейно, а выше возрастает приблизительно в геометрической прогрессии.

Вязкость жидкостей играет большую роль в технологических процессах в промышленности. В частности, скорость движения жидкости по трубам зависит в основном от вязкости транспортируемой жидкости.