Презентация на тему: Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские

Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские
1/31
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 55)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2118 Кб)
1

Первый слайд презентации

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. Тема 1 : ТЕЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ ОСНОВЫ РЕОЛОГИИ Реология – раздел физики, изучающий текучесть вещества и деформации

Изображение слайда
2

Слайд 2

Слои действуют друг на друга с силами, тангенциальными к поверхности слоев– силами внутреннего трения ( вязкость, динамическая вязкость) Подвижная пластина движется со скоростью x v t v 1 = v t v 1 > v 2 > v 3 …. dx – приращение координаты dV – приращение скорости – градиент скорости показывает, как быстро изменяется скорость течения от слоя к слою Неподвижная пластина v 2 v 3 v 4 v 0 = 0 dx dV ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ (вязкость) Разделим поток жидкости на слои, скорость движения каждого слоя постоянна

Изображение слайда
3

Слайд 3

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

Изображение слайда
4

Слайд 4

h Зависит от температуры Вещество  ( мП a. 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 h Зависит от молекулярной структуры

Изображение слайда
5

Слайд 5

Кинематическая вязкость ( n ): – динамическая вязкость – плотность жидкости

Изображение слайда
6

Слайд 6

ЖИДКОСТЬ НЬЮТОНОВСКАЯ НЕНЬЮТОНОВСКАЯ вязкость которой не зависит от градиента скорости (жидкость «подчиняется» закону Ньютона ) вязкость которой зависит от градиента скорости (жидкость «не подчиняется» закону Ньютона) Например : вода, плазма крови, спирты, глицерин, растительное масло и др. Жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры (смесь крахмала в воде, цельная кровь и др.)

Изображение слайда
7

Слайд 7

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ – это послойное течение жидкости (без перемешивания слоёв), при этом скорость частиц в каждом слое остаётся постоянной ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ – течение, сопровождающееся хаотическими движениями жидкости – завихрениями, при этом скорость частиц в каждом слое не постоянная, всё время изменяется. Турбулентное течение жидкости сопровождается шумом. Режимы течения жидкости. Число Рейнольдса.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Жидкость вытекает из сосуда через горизонтальную стеклянную трубку. Опыты Рейнольдса Для контроля за характером течения при помощи капилляра впускают ту же, но окрашенную жидкость во входное сечение трубки При малых скоростях подкрашенная жидкость текла ровной, строго очерченной струйкой по всей длине трубы ( течение ламинарное ). Увеличение скорости; Увеличение диаметра трубки; Замена жидкости течение турбулентное

Изображение слайда
9

Слайд 9

Рейнольдс опытным путём установил, что переход от ламинарного течения жидкости к турбулентному происходила в зависимости от: D – диаметра трубы ; V – скорости течения жидкости ; ρ – плотности жидкости ; η – динамической вязкости жидкости. число Рейнольса – R e КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ

Изображение слайда
10

Слайд 10

Критическое значение числа Рейнольдса ( R e кр ) – значение, при котором происходит переход ламинарного течения в турбулентное Для гладких цилиндрических труб R e кр ≈ 2300 Если , то течение турбулентное Если для данной жидкости, в данной трубе R e ‹ R e кр, то течение будет ламинарным

Изображение слайда
11

Слайд 11

Профиль скоростей при течении жидкости по трубам (или сосудам) имеет вид параболы – слои, прилипшие к стенкам, не движутся; – слои вдоль оси трубы (в центре) двигаются с наибольшей скоростью; – у промежуточных слоёв скорости убывают к краям трубы. ТЕЧЕНИЕ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ ПО ТРУБЕ

Изображение слайда
12

Слайд 12

Объемная скорость потока жидкости (объем жидкости, протекающий по трубе за единицу времени) в трубе равна: ФОРМУЛА ПУАЗЕЙЛЯ – длина трубы ( l ); – радиус трубы ( R ) – динамическая вязкость (η)

Изображение слайда
13

Слайд 13

Сопротивление линейного проводника с круглым сечением: Закон Ома Формула Пуазейля I – сила тока: заряд, протекающий через поперечное сечение линейного проводника за единицу времени Q – объёмная скорость – объём жидкости, протекающей через поперечное сечение трубы за единицу времени U = ( φ 1 - φ 2 ) – напряжение, т.е. разность потенциалов на концах проводника P 1 – P 2 – разность давлений на концах трубы R – электрическое сопротивление X - гидравлическое сопротивление

Изображение слайда
14

Слайд 14

Гидравлическое сопротивление Гидравлическое сопротивление сильнее зависит от размеров трубы (её радиуса), чем электрическое из-за существования пристеночных заторможенных слоев По аналогии с электрическим сопротивлением, гидравлическое сопротивление можно рассмотреть для соединения труб (сосудов)

Изображение слайда
15

Слайд 15

а) последовательное соединение Q = Q 1 = Q 2 = Q 3 Δp = Δp 1 + Δp 2 + Δp 3 Х = Х 1 +Х 2 +Х 3 X 1 X 2 X 3

Изображение слайда
16

Слайд 16

б) параллельное соединение Q = Q 1 + Q 2 X 1 X 2 Δp = Δp 1 = Δp 2

Изображение слайда
17

Слайд 17

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ Совокупность методов измерения вязкости жидкости называется вискозиметрией. Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром. Рассмотрим следующие методы измерения вязкости жидкости: Метод Стокса (метод падающего шарика); Метод Оствальда (капиллярный метод); Ротационный метод.

Изображение слайда
18

Слайд 18

Метод Стокса – используется для измерения вязкости жидкостей с большой вязкостью (глицерин, различные масла и пр.) в случае, если есть достаточно большой объем жидкости. Метод основан на измерении скорости падения шарика в исследуемой жидкости (см. лабораторную работу №7). Капиллярные методы (метод Оствальда ) – основаны на применении формулы Пуазейля. В простейшем случае вискозиметр Оствальда представляет собой трубку с небольшой полой сферой фиксированного объема. Сравнивая время истечения из этого объема воды и исследуемой жидкости, определяют искомую вязкость (см. лабораторную работу №8).

Изображение слайда
19

Слайд 19

Ротационный метод – достоинство метода в том, что он позволяет не только определять вязкость жидкости, но и зависимость вязкости от градиента скорости (скорости сдвига). Однако для измерения вязкости необходимо иметь большой объем жидкости. Вискозиметр имеет два цилиндра с общей осью вращения. Пространство между ними заполняется исследуемой жидкостью. При вращении наружного цилиндра внутренний поворачивается на некоторый угол, зависящий от вязкости жидкости. В настоящее время существует множество модификаций метода. Для ньютоновских жидкостей вязкость не зависит от скорости вращения цилиндра (градиента скорости). Для неньютоновских жидкостей зависимость вязкости от скорости вращения можно определить количественно.

Изображение слайда
20

Слайд 20

ТЕМА 2: МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ. ДЕФОРМАЦИИ Деформация. Виды деформаций. Упругие деформации. Закон Гука. Модуль Юнга. Кривая деформации. Релаксация и ползучесть. Модели упругого, вязкого и вязкоупругих тел.

Изображение слайда
21

Слайд 21

ДЕФОРМАЦИЯ — механическая (от лат. deformatio - искажение) – изменение взаимного расположения частиц материальной среды, которое приводит к искажению формы и размеров тела

Изображение слайда
22

Слайд 22

Способы деформирования тел

Изображение слайда
23

Слайд 23

Изображение слайда
24

Слайд 24

Деформация растяжения = Мерой деформации является механическое напряжение, возникающее в теле: Здесь S – площадь поперечного сечения деформируемого тела Механическое напряжение измеряется, как и давление, в паскалях:

Изображение слайда
25

Слайд 25

Под действием внешней силы изменяется длина образца, это изменение характеризуют величиной относительного удлинения ( относительной деформации ): Для небольших деформаций справедлив закон Гука : Механическое напряжение, возникающее в теле при его деформации прямо пропорционально относительной деформации : Здесь Е – модуль Юнга ( модуль продольной упругости)

Изображение слайда
26

Слайд 26

Модуль Юнга — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации. Назван в честь английского врача и физика XIX века Томаса Юнга. Величина модуля Юнга зависит только от вида материала и не зависит от размеров и формы тела. Модуль Юнга позывает механическое напряжение, которое нужно приложить к материал Е, Па сталь паутина шелковая нить кость сухожилие материал Е, Па сталь паутина шелковая нить кость сухожилие телу, чтобы удлинить его в два раза. Для различных материалов модуль Юнга изменяется в широких пределах:

Изображение слайда
27

Слайд 27

Диаграмма растяжения материала Диаграмма растяжения показывает зависимость механического напряжения от относительной деформации для твердых тел. Ее построение является промежуточным этапом в процессе определения механических характеристик. Диаграмму растяжения материалов получают экспериментально, при испытаниях образцов на растяжение.

Изображение слайда
28

Слайд 28

РЕЛАКСАЦИЯ И ПОЛЗУЧЕСТЬ Механические свойства материалов анализируют, используя понятия релаксации и ползучести. Релаксация - явление медленного уменьшения напряжений при постоянной деформации. При релаксации упругие деформации переходят в пластические. Аналитически релаксацию можно описать следующей зависимостью: Способность материала деформироваться во времени при действии постоянных нагрузок называется ползучестью, иначе крипом:

Изображение слайда
29

Слайд 29

РЕЛАКСАЦИЯ И ПОЛЗУЧЕСТЬ В МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ 2. Абсолютно вязкое тело - цилиндр с вязкой жидкостью и неплотно прилегающим поршнем, так что в щели между цилиндром и щелью действует сила трения в жидкости (вязкое тело Ньютона). 1. Модель Гука ( абсолютно упругое тело ) = Е жидкость вязкостью h = h

Изображение слайда
30

Слайд 30

3. Тело Максвелла ( вязкоупругая модель) – это тело, которое под действием напряжения упруго деформируется и в то же время может течь. Это одна из возможных моделей мягких биологических тканей. Представляет собой последовательно соединенные упругий и вязкий элементы: s t F F e t F F

Изображение слайда
31

Последний слайд презентации: Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские

4. Вязко-упругое тело Кельвина представляет собой механическую модель, полученную при параллельном соединении упругого элемента Гука с модулем упругости Е и вязкого элемента Ньютона с вязкостью h. h s t s 0 F F e t F F

Изображение слайда