Вязкость. При движении реальной жидкости в ней возникают силы внутреннего трения, оказывающие сопротивление движению

При движении реальной жидкости в ней возникают силы внутреннего трения, оказывающие сопротивление движению. Эти силы действуют между соседними слоями жидкости, перемещающимися друг относительно друга. Свойство жидкости оказывать сопротивление усилиям, вызывающим относительное перемещение ее частиц, называется вязкостью.

Наличие сил вязкостного трения в движущейся жидкости подтверждается простым и наглядным опытом. Если в цилиндрическую ёмкость, заполненную жидкостью опустить вращающийся цилиндр, то вскоре придёт в движение (начнёт вращаться вокруг своей оси в том же направлении, что и вращающийся цилиндр) и сама ёмкость с жидкостью. Этот факт свидетельствует о том, что вращательный момент от вращающегося цилиндра был передан через вязкую жидкость самой ёмкости, заполненной жидкостью.

Согласно закону внутреннего трения Ньютона - напряжение внутреннего трения, возникающее между слоями жидкости при ее течении, прямо пропорционально градиенту скорости:

,

где τ – напряжение внутреннего трения (напряжение сдвига или касательное напряжение),

μ – коэффициент пропорциональности (называется динамической вязкостью жидкости), учитывает особенности конкретной жидкости.

- градиент скорости, характеризующий изменение скорости, приходящееся на единицу расстояния по нормали между слоями.

Знак минус в правой части уравнения указывает на то, что касательное напряжение тормозит слой, движущийся с относительно большей скоростью (или разгоняет относительно медленно движущийся слой).

Количественно вязкость может быть выражена в виде динамической или кинематической вязкости, которые легко переводятся одна в другую.

Динамическая вязкость m зависит от температуры и давления.

Для воды зависимость динамической вязкости от температуры, предложенная Ж. Пуазейлем, имеет вид:

,

где μ₀ – динамическая вязкость при t=0 ⁰С;

t – температура, t = 0-90 ⁰С.

Размерность коэффициента динамической вязкости в системе единиц СИ: [Н·с/м²], [кГс·с/м²], [Пз]{Пуазейль}, 1Пз=0,1Н·с/м²

Вязкость кинематическая - представляющая собой отношение коэффициента динамической вязкости к плотности жидкости:

,

Единицы измерения коэффициента кинематической вязкости: [м²/c], [cм²/c], [Ст] {стокс}, [сСт] {сантистокс}, 1Ст=100сСт {1Ст=1 cм²/c}.