Вязкость ньютоновских жидкостей

Рассмотрим тонкий слой жидкости между двумя па­раллельными пластинами, отстоящими друг от друга на расстоянии dy (фиг. 1). Одна пластина неподвижна, а к другой приложено сдвигающее усилие F. В стационарных условиях усилие F должно уравновешиваться со стороны жидкости силой, обусловленной вязкостью. Для ламинарного течения ньютоновской жидкости напряжение сдвига пропорционально градиенту скорости, т. е

Это уравнение можно записать в виде

Фигура 1 Течение между плоско-параллельными пластинами

где коэффициент пропорциональности называется ньютоновской вязкостью. В этой формуле 𝜇—касательное усилие на единицу площади, приложенное к слоям жид­кости, отстоящим друг от друга на расстоянии, равном единице длины, при единичной разности скоростей между ними.

Ньютоновская вязкость 𝜇 зависит только от температуры и давления и не зависит от скорости сдвига. Гра­фик зависимости между напряжением и скоростью сдвига для ньютоновской жидкости — так называемая «кривая течения» — на фиг. 2 представляет прямую линию

тангенсом угла наклона 𝜇 эта единственная постоянная полностью характеризует жидкость.

Фиг. 2. Кривая течения ньютоновской жидкости

Ньютоновское поведение присуще жидкостям, в которых вязкая диссипация энергии обусловлена столкновением небольших молекул. Все газы, жидкости и растворы с небольшой молекулярной массой попадают в эту категорию Особое исключение составляют коллоидные суспензии и растворы полимеров с значительными молекулярными массами. Эти жидкости заметно отклоняются от ньютоновских.

Дата добавления: 2015-07-15