Содержание
- 2. Основное понятия модели вязкой жидкости. Вязкая жидкость – жидкость, обладающая свойством вязкости, т.е., свойством реальных жидкостей,
- 3. Виды вязкости Существует несколько разновидностей вязкости: динамическая; кинематическая; условная. Динамическая вязкость в международной измерительной системе измеряется
- 4. Процесс измерения вязкости жидкости называется вискозиметрией. В современных условиях определение вязкости жидкости становится возможным с помощью
- 5. Физические и механические свойства вязкой жидкости. Вязкая (идеально, или совершенно, вязкая) жидкость – это изотропная сжимаемая
- 6. Практически все реальные жидкости и газы в той или иной степени обладают вязкими свойствами. Однако зачастую
- 7. Второе слагаемое “действует” только в сторону увеличения удельной внутренней энергии. Эта существенно положительная часть удельной мощности
- 8. Система разрешающих уравнений для модели вязкой жидкости. Основные моменты постановки задач механики вязкой жидкости рассмотрим на
- 9. Исключение из системы исходных уравнений дифференциального уравнения энергии не означает невыполнения закона сохранения энергии в процессе
- 10. В итоге система разрешающих уравнений, описывающая течение баротропной вязкой жидкости, будет состоять из пяти уравнений –
- 11. В связи с отсутствием в системе разрешающих уравнений для вязкой жидкости компонент тензора напряжений видоизменяется запись
- 13. Скачать презентацию
Основное понятия модели вязкой жидкости.
Вязкая жидкость – жидкость, обладающая свойством
Основное понятия модели вязкой жидкости.
Вязкая жидкость – жидкость, обладающая свойством
Жидкость называется вязкой, если в ее объеме при относительном перемещении слоев действуют как нормальные, так и касательные силы напряжения.
Движение вязкой жидкости описывается уравнениями Навье - Стокса. Уравнения Навье – Стокса получаются из уравнения движения сплошной среды в напряжениях (если вместо компонент тензора напряжений подставить их выражения через компоненты тензора скоростей деформаций из закона Навье-Стокса)
Виды вязкости
Существует несколько разновидностей вязкости: динамическая; кинематическая; условная.
Динамическая вязкость в
Виды вязкости
Существует несколько разновидностей вязкости: динамическая; кинематическая; условная.
Динамическая вязкость в
Измерение кинематической вязкости осуществляется в стоксах, что представляет основополагающее значение свойства текучих сред. При задействовании специального прибора вискозиметра становится возможным измерение вязкости любой жидкости. Ее тарированный объем пропускается через калиброванное отверстие (исключая механическое побуждение) и под влиянием одной только силы тяжести.
Условная вязкость представляет величину, косвенным образом характеризующую гидравлическое сопротивление течению. При этом она измеряется временем истечения заданного объема раствора через вертикальную трубку с определенным диаметром. Измерение осуществляется в градусах Энглера (в честь немецкого химика).
Процесс измерения вязкости жидкости называется вискозиметрией. В современных условиях определение вязкости
1) Капиллярный метод.
2) Медицинский метод по Гессе.
3) Ротационный метод.
4) Метод Стокса.
Физические и механические свойства вязкой жидкости.
Вязкая (идеально, или совершенно, вязкая) жидкость
Физические и механические свойства вязкой жидкости.
Вязкая (идеально, или совершенно, вязкая) жидкость
Вязкая жидкость реагирует также на скорость изменения формы частиц, и наличие фактора деформирования вносит свой вклад в девиатор напряжений. В то же время само изменение формы частиц вязкой жидкости не вызывает появления дополнительных касательных напряжений, т.е. девиатор напряжений определяется только скоростным фактором.
Согласно модели вязкой жидкости, уравнения, определяющие физическое и механическое поведение среды, выглядят соответственно как:
Из определяющих уравнений (с учётом определения шарового тензора и девиатора для всех входящих в выражение тензорных величин) следуют физические соотношения для модели вязкой жидкости, принимающие форму закона Навье-Стокса:
Практически все реальные жидкости и газы в той или иной степени
Практически все реальные жидкости и газы в той или иной степени
C точки зрения термодинамических особенностей вязкая среда существенно отличается от идеальной наличием внутреннего трения, приводящего к диссипации энергии и к необратимому переходу части работы деформации во внутреннюю тепловую энергию. Покажем это на примере вязкой баротропной среды, у которой возникающее в частицах давление зависит лишь от плотности и не зависит от температуры.
C учетом физических соотношений выражение для удельной мощности деформирования приобретает вид:
Второе слагаемое “действует” только в сторону увеличения удельной внутренней энергии. Эта
Второе слагаемое “действует” только в сторону увеличения удельной внутренней энергии. Эта
откуда следует, что в адиабатических условиях энтропия индивидуальных частиц деформируемой вязкой среды может изменяться только в сторону увеличения.
Выражение для удельной мощности деформирования в вязкой баротропной среде может быть преобразовано, а уравнение энергии в адиабатическом приближении примет вид:
Находящаяся в правой части уравнения энергии удельная мощность деформирования для вязкой среды разделяется на две принципиально разные части – обратимую и необратимую. Первое слагаемое в последнем выражении описывает возможные случаи, как увеличения, так и уменьшения удельной внутренней энергии, меняя знак в зависимости от того, нагружается ли индивидуальная частица вязкой среды (увеличение плотности и удельной внутренней энергии) или же в ней реализуются условия разгрузки (уменьшение соответствующих значений).
Система разрешающих уравнений для модели вязкой жидкости.
Основные моменты постановки задач механики
Система разрешающих уравнений для модели вязкой жидкости.
Основные моменты постановки задач механики
Исключение из системы исходных уравнений дифференциального уравнения энергии не означает невыполнения
Исключение из системы исходных уравнений дифференциального уравнения энергии не означает невыполнения
В дальнейшем проводятся преобразования уравнений движения, в результате которых из них исключаются компоненты тензора напряжений и получается частный вид уравнений движения для вязкой жидкости – уравнения Навье-Стокса. Физические соотношения Навье Стокса после исключения из них компонент тензора скоростей деформаций приобретают вид:
Подставим это выражение в уравнение движения и получим:
В итоге система разрешающих уравнений, описывающая течение баротропной вязкой жидкости, будет
В связи с отсутствием в системе разрешающих уравнений для вязкой жидкости
В связи с отсутствием в системе разрешающих уравнений для вязкой жидкости
В общем случае динамические граничные условия накладывают ограничения на компоненты тензора напряжений на поверхности сплошной среды. Подобные ограничения накладываются на взаимосвязь распределений скорости и давления в окрестности границы:
Система разрешающих уравнений течения вязкой жидкости, будучи записана с использованием тензорной символики, имеет универсальный характер с точки зрения выбора системы координат.