Файл: Лабораторная работа 4 Определение вязкости жидкости методом Стокса.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 74
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа №4Определение вязкости жидкости методом СтоксаВязкость – появление сил трения между слоями газа или жидкости, движущимися относительно друг друга параллельно с различными по величине скоростями. Вследствие обмена молекулами за счет их хаотического теплового движения более быстрый слой ускоряет соседний с ним медленный слой, и, наоборот. Силы внутреннего трения направлены по касательным к слоям газа или жидкости.Скорость беспорядочного теплового движения молекул в текущем газе или жидкости в среднем одинакова во всех точках рассматриваемого пространства, но скорость направленного движения одинакова только для молекул данного слоя газа или жидкости и различна для различных слоев. В жидкости внутреннее трение в значительной мере определяется действием межмолекулярных сил. Расстояние между молекулами в жидкости невелики, а сила взаимодействия значительны. Молекулы жидкости колеблются около положений равновесия. – расстояние между двумя ближайшими слоями жидкости, S – площадь между этими слоями, – динамический коэффициент внутреннего трения или просто коэффициент вязкости. – поперечный градиент скорости, показывающий как изменяется скорость потока в направлении оси Z.Стокс установил, что при небольших скоростях движения, то есть при малых значениях числа Рейнольдса, сила сопротивления, с которой действует жидкая среда на движущееся твердое тело, пропорциональна коэффициенту динамической вязкости жидкости, скорости движения тела относительно жидкости и характерному размеру тел. Для шара, если в качестве взять радиус шара, коэффициент пропорциональности равен 6П
Сила сопротивления движения шарика в жидкостях при небольших скоростях в соответствии с формулой Стокса равна (для малых размеров и малых скоростей движения относительно жидкости): Закон Стокса применим, если течение жидкости ламинарное, такое, при котором каждый выделенный слой скользит параллельно соседним, не перемешиваясь с ним.Турбулентное или вихревое – течение, при возрастании скорости в жидкости которого, возникает интенсивное перемешивание и вихреобразование. В этом случае сила сопротивления становится пропорциональной квадрату скорости. Характер течения жидкости определяется безразмерным числом Рейнольдса: , где r – величина, характеризующая линейные размеры тела, обтекаемого жидкостью, v – скорость течения, p – плотность жидкостиЕсли Re превышает определенное критическое значение, то поток становится турбулентным; при значениях меньше критического – ламинарным. Число Рейнольдса можно использовать в качестве критерия применимости закона Стокса.Контрольные вопросы1. Силы внутреннего трения и их природа. От каких факторов зависит коэффициент динамической вязкости?Вязкость – появление сил трения между слоями газа или жидкости, движущимися относительно друг друга параллельно с различными по величине скоростями. Вследствие обмена молекулами за счет их хаотического теплового движения более быстрый слой ускоряет соседний с ним медленный слой, и, наоборот. Силы внутреннего трения направлены по касательным к слоям газа или жидкости. – динамический коэффициент внутреннего трения или просто коэффициент вязкости. Зависит от свойств жидкости и температуры.2. Напишите формулу Ньютона для сил внутреннего трения. Поясните понятие градиента скорости течения жидкости с помощью рисунка. – расстояние между двумя ближайшими слоями жидкости, S – площадь между этими слоями, – динамический коэффициент внутреннего трения или просто коэффициент вязкости.
3. Объясните метод Стокса определения вязкости жидкости и дайте вывод формулы 9.Стокс установил, что при небольших скоростях движения, то есть при малых значениях числа Рейнольдса, сила сопротивления, с которой действует жидкая среда на движущееся твердое тело, пропорциональна коэффициенту динамической вязкости жидкости, скорости движения тела относительно жидкости и характерному размеру тел. Для шара, если в качестве взять радиус шара, коэффициент пропорциональности равен 6ПСила сопротивления движения шарика в жидкостях при небольших скоростях в соответствии с формулой Стокса равна (для малых размеров и малых скоростей движения относительно жидкости): Закон Стокса применим, если течение жидкости ламинарное4. Как различаются течения ламинарное и турбулентное. Число Рейнольдса.Течение жидкости ламинарное, такое, при котором каждый выделенный слой скользит параллельно соседним, не перемешиваясь с ним.Турбулентное или вихревое – течение, при возрастании скорости в жидкости которого, возникает интенсивное перемешивание и вихреобразование. В этом случае сила сопротивления становится пропорциональной квадрату скорости.Характер течения жидкости определяется безразмерным числом Рейнольдса: , где r – величина, характеризующая линейные размеры тела, обтекаемого жидкостью, v – скорость течения, p – плотность жидкостиЕсли Re превышает определенное критическое значение, то поток становится турбулентным; при значениях меньше критического – ламинарным. Число Рейнольдса можно использовать в качестве критерия применимости закона Стокса.5. Получите формулы 14-16
Сила сопротивления движения шарика в жидкостях при небольших скоростях в соответствии с формулой Стокса равна (для малых размеров и малых скоростей движения относительно жидкости): Закон Стокса применим, если течение жидкости ламинарное, такое, при котором каждый выделенный слой скользит параллельно соседним, не перемешиваясь с ним.Турбулентное или вихревое – течение, при возрастании скорости в жидкости которого, возникает интенсивное перемешивание и вихреобразование. В этом случае сила сопротивления становится пропорциональной квадрату скорости. Характер течения жидкости определяется безразмерным числом Рейнольдса: , где r – величина, характеризующая линейные размеры тела, обтекаемого жидкостью, v – скорость течения, p – плотность жидкостиЕсли Re превышает определенное критическое значение, то поток становится турбулентным; при значениях меньше критического – ламинарным. Число Рейнольдса можно использовать в качестве критерия применимости закона Стокса.Контрольные вопросы1. Силы внутреннего трения и их природа. От каких факторов зависит коэффициент динамической вязкости?Вязкость – появление сил трения между слоями газа или жидкости, движущимися относительно друг друга параллельно с различными по величине скоростями. Вследствие обмена молекулами за счет их хаотического теплового движения более быстрый слой ускоряет соседний с ним медленный слой, и, наоборот. Силы внутреннего трения направлены по касательным к слоям газа или жидкости. – динамический коэффициент внутреннего трения или просто коэффициент вязкости. Зависит от свойств жидкости и температуры.2. Напишите формулу Ньютона для сил внутреннего трения. Поясните понятие градиента скорости течения жидкости с помощью рисунка. – расстояние между двумя ближайшими слоями жидкости, S – площадь между этими слоями, – динамический коэффициент внутреннего трения или просто коэффициент вязкости.
3. Объясните метод Стокса определения вязкости жидкости и дайте вывод формулы 9.Стокс установил, что при небольших скоростях движения, то есть при малых значениях числа Рейнольдса, сила сопротивления, с которой действует жидкая среда на движущееся твердое тело, пропорциональна коэффициенту динамической вязкости жидкости, скорости движения тела относительно жидкости и характерному размеру тел. Для шара, если в качестве взять радиус шара, коэффициент пропорциональности равен 6ПСила сопротивления движения шарика в жидкостях при небольших скоростях в соответствии с формулой Стокса равна (для малых размеров и малых скоростей движения относительно жидкости): Закон Стокса применим, если течение жидкости ламинарное4. Как различаются течения ламинарное и турбулентное. Число Рейнольдса.Течение жидкости ламинарное, такое, при котором каждый выделенный слой скользит параллельно соседним, не перемешиваясь с ним.Турбулентное или вихревое – течение, при возрастании скорости в жидкости которого, возникает интенсивное перемешивание и вихреобразование. В этом случае сила сопротивления становится пропорциональной квадрату скорости.Характер течения жидкости определяется безразмерным числом Рейнольдса: , где r – величина, характеризующая линейные размеры тела, обтекаемого жидкостью, v – скорость течения, p – плотность жидкостиЕсли Re превышает определенное критическое значение, то поток становится турбулентным; при значениях меньше критического – ламинарным. Число Рейнольдса можно использовать в качестве критерия применимости закона Стокса.5. Получите формулы 14-16