Реология. Течение и свойства жидкостей

1.

ОСНОВЫ РЕОЛОГИИ
Реология – раздел физики, изучающий
текучесть вещества и деформации
Тема 1:
ТЕЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
1. Внутреннее трение (вязкость) жидкости.
Уравнение Ньютона. Ньютоновские и
неньютоновские жидкости.
2. Ламинарное и турбулентное течение. Число
Рейнольдса.
3. Течение жидкостей по трубам. Формула Пуазейля.
Гидравлическое сопротивление.
4. Методы измерения вязкости жидкости.

2.

ВНУТРЕННЕЕ
ТРЕНИЕ (вязкость)
Разделим поток жидкости на слои, скорость движения каждого слоя
постоянна
Слои действуют друг на друга с силами, тангенциальными к поверхности
слоев– силами внутреннего трения (вязкость, динамическая вязкость)
Подвижная пластина движется со скоростью
x
dx
v1 = vt
dV
v3
v2
v4
v0 = 0
Неподвижная пластина
vt
v1 > v2 > v3 ….
dx – приращение координаты
dV – приращение скорости
dV
dx
градиент
скорости
показывает, как быстро
изменяется
скорость
течения от слоя к слою
–

3.

Уравнение Ньютона
определяет силу внутреннего трения
dV
Fтр
S
dx
СИ:
СГС
Fтр
S
–площадь
соприкосновения
слоев
– вязкость (динамическая вязкость)
1Па с
=1 П (пуаз)
Fтр
Исаак Ньютон
(паскаль-секунда)
1Па с 10 П
пропорциональна
Чем больше
S
, тем больше
Fтр

4.

Зависит от температуры
Зависит от молекулярной структуры
Вещество
(мПa.с)
воздух
0.018
вода (0 °C)
1.8
вода (20 °C)
1.0
вода (100 °C)
~ 0.3
кровь (мужчины, норма (37 °C)
4.3-5.3
кровь (женщины, норма (37 °C)
3.9-4.9
плазма крови, норма (37 °C)
~1.5
кровь, диабет (37°C)
~ 23
кровь, туберкулез (37°C)
~ 1.0

5.

Кинематическая вязкость ( ):
–
–
м
с
динамическая вязкость
плотность жидкости
2

6.

ЖИДКОСТЬ
НЕНЬЮТОНОВСКАЯ
НЬЮТОНОВСКАЯ
вязкость которой не зависит от
градиента скорости (жидкость
«подчиняется» закону Ньютона)