Вязкость.

Эпюры давления жидкости

Эпюра давления жидкости ¾ это графическое изображение рас­пре­деле­ния давления жидкости по твёрдой поверхности, соприкасающейся с ней. Примеры эпюр для плоских и кри­волинейных поверхностей при­ведены на рис. 1.4 (рис.3и 4). Стрелками на эпюре по­казывают направление дей­ствия давления (вернее, направление нор­мальных напряжений, возни­кающих от действия давления, так как по 2-му свойству давление скалярно). Величина стрелки (ордината) откладывается в масштабе и количественно по­казывает величину давления. Эпюры давления служат исходными данными для проведения расчётов на прочность и устойчивость конструкций, взаимодействующих с жидко­стями: стенок пла­ва­тельных бассейнов, баков, резервуаров, цистерн. Рас­чёты ведутся мето­дами сопротивления материалов и строительной меха­ники.

 

 

Рис.1.4.

В большинстве случаев строят эпюры избыточного давления вместо по­л­ного, а атмосферное не учитывают из-за его взаимного погашения с той и другой стороны ограждающей конструкции. При построении таких эпюр для плоских и криволинейных поверхностей (см. рис. 3 и 4) используют линейную за­висимость давления от глубины pизб = gh и 1-е свойство гидростатического давления.

Два свойства гидростатического давления:

1. Давление в покоящейся жидкости на контакте с твёрдым телом вы­зывает напряжения, направленные перпендикулярно к поверхности раздела.

2. Давление в любой точке жидкости действует одинаково по всем на­правлениям. Это свойство отражает скалярность давления.

 

Вязкость - свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление сдвигу (скольжению её слоёв). Вязкость свойство противоположное текучести.

Гипотеза (закон) Ньютона:

Напряжения трения в жидкости при слоистом течении пропорционально поперечному градиенту скорости(рис.1.5).

Математически это можно записать следующим образом:

 

где - касательные напряжения.

- градиент скорости.

 

Рис.1.5.

Жидкости, подчиняющиеся этому закону, называются Ньютоновскими жидкостями.

Касательные напряжения τ покоящейся жидкости равны нулю.

Сила трения: ,

где S – площадь поверхности, на которой действуют касательные напряжения в случае их постоянства на этой поверхности.

Коэффициент пропорциональности μ называется динамическим коэффициентом вязкости.

 

 

Размерность в СИ.

Наряду с динамическим применяют еще, так называемый, кинематический коэффициент вязкости, равный:

1м²/c=10⁴Сm=10⁶cCm.

Сантистокс=0,01Сm;

Вязкость повышается с увеличением

давления Р и уменьшается с увеличением

температуры t(рис.1.6).

Эмпирически зависимости вязкости от

давления и температуры могут быть

записаны в следующем виде: