Вязкость (внутреннее трение). Методы определения вязкости

ВЯЗКОСТЬ (ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ) — сопротивление перемещению частиц под влиянием приложенной силы. В применении к жидкостям различают вязкость. динамическую и кинематическую. Динамическая вязкость. — сила сопротивления перемещению слоя жидкости площадью 1 см² на 1 см со скоростью 1 см/сек; измеряется в пуазах. Кинематическая вязкость. — отношение динамической вязкость. жидкости к ее удельному весу; измеряется в стоксах. В нефтяной практике пользуются также относительными или условными мерами вязкость., напр., удельной вязкость., численно равной отношению динамической вязкость. жидкости к динамической вязкость. воды при определенной температуре. Наиболее обычным способом определения вязкость. является измерение скорости истечения испытуемой жидкости в стандартных условиях. Приборы для определения вязкость. называются вискозиметрами.

1. Метод Стокса. Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. На шарик, который падает в жидкости вертикально вниз, действуют три силы: сила тяжести Р=(4/3);πr³ρg (ρ - плотность шарика), сила Архимеда F_A=(4/3);πr³ρ'g (ρ' - плотность жидкости) и сила сопротивления, эмпирически установленная Дж. Стоксом: F=6πηrν, где r - радиус шарика, ν - его скорость. При равномерном движении шарика P=F_A+F или откуда
Измерив скорость равномерного движения шарика, можно определить вязкость жидкости (газа).
2. Метод Пуазейля. Этот метод основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Для капилляр радиусом R и длиной l в жидкости мысленно выделим цилиндрический слой радиусом r и толщиной dr (рис. 1).

Рис.1

Сила внутреннего трения, которая действуюет на боковую поверхность этого слоя,

где d S - боковая поверхность цилиндрического слоя; знак минус говорит от том, что при возрастании радиуса скорость уменьшается.
Для установившегося течения жидкости сила внутреннего трения, которая действующет на боковую поверхность цилиндра, уравновешивается силой давления, действующей на его основание:
проинтегрировав, полагая, что у стенок имеет место быть прилипание жидкости, т. е. скорость на расстоянии R от оси равна нулю, получаем
Отсюда видно, что скорости частиц жидкости распределяются по параболическому закону, причем вершина параболы лежит на оси трубы. За время t из трубы вытечет жидкость, объем которой

откуда вязкость