Содержание работы. Твёрдая частица, помещённая в вязкую среду, под действием внешнего силового (например, гравитационного) поля движется ускоренно до тех пор

Твёрдая частица, помещённая в вязкую среду, под действием внешнего силового (например, гравитационного) поля движется ускоренно до тех пор, пока возрастающая сила гидродинамического сопротивления не сравняется с весом частицы в среде. Однако стадия ускоренного движения непродолжительна, в связи с чем осаждение частиц рассматривается как процесс, протекающий с постоянной скоростью.

Если частица имеет сферическую форму, то скорость её гравитационного осаждения определяется формулой:

,

(1.7.1)

где v _o – скорость осаждения; d _o - диаметр сферической частицы; r_S – плотность твёрдой частицы; r_L – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения; z – коэффициент сопротивления, зависящий от скорости осаждения.

Таким образом, если известен коэффициент сопротивления, то может быть вычислена скорость осаждения частицы в данной жидкости, а если известна скорость, то может быть рассчитан коэффициент сопротивления.

Скорость осаждения легко может быть найдена измерением времени, в течение которого частица проходит известное расстояние в среде.

Физические свойства жидкости могут быть определены инструментально соответствующими приборами, а именно: плотность – ареометром, вязкость – вискозиметром подходящего типа.

Цель работы: экспериментальное определение скорости гравитационного осаждения твёрдых частиц в жидкости; сравнение экспериментальных и теоретических величин скоростей осаждения; определение зависимости коэффициента сопротивления от скорости осаждения.