ВЯЗКОСТЬ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ


 

Для жидких, полужидких и газообразных веществ вводится понятие вязкости. Вязкость – свойство газов или жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой. Она численно характеризуется коэффициентами динамической вязкости, [Па*с], кинематической вязкости, [м2/с], УВ условной вязкости, [°Е] (градусы Энглера).

Значение вязкости входит в законы гидродинамики вязких сред, а именно в закон Пуазейля (открыт в 1840 году), который описывает процесс истечения вязкой жидкости через тонкие капиллярные трубки, и в закон Стокса (открыт в 1851 году) – закон, определяющий скорость перемещения твердого шарика в неограниченной вязкой среде при действии на него небольшой постоянной силы.

Согласно закону Пуазейля количество жидкости Q, [м3], обладающей динамической вязкостью h и протекающей под действием небольшой разности давлений на концах трубы Dp за время t сквозь капилляр длиной l и радиусом r (при l>>r), определяется формулой:

 

.

Согласно закону Стокса скорость движения твердого шарика радиусом r в неограниченной жидкой среде с динамической вязкостью h под воздействием непрерывно действующей на шарик небольшой силы F будет равна:

 

,

 

где d – диаметр твердого шарика.

 

Для характеристики режима течения вязкой жидкости или газа в какой-либо среде вводится понятие параметра (числа) Рейнольдса (открыт в 1883 году).

Параметр (число) Рейнольдса является безразмерным и определяется отношением:

,

где - плотность газа (жидкости), [кг/м3],

- скорость течения газа (жидкости), [м/с],

l – поперечный размер трубы или размер тела, обтекаемого газом (жидкостью), [м],

- динамическая вязкость газа (жидкости), [Па*с],

- кинематическая вязкость газа (жидкости), [м2/с].

 

Существуют три режима течения жидкости или газа:

· ламинарным (слоистым) называется такое течение газа (жидкости), при котором его (ее) частицы движутся вдоль прямолинейных траекторий, не перемешиваясь; в этом случае слои газа (жидкости) скользят относительно друг друга; такое течение стационарно; Re<1;

· турбулентным называется такое течение газа (жидкости), при котором он (она) интенсивно перемешивается; в этом случае нерегулярным образом изменяются давление и скорость перемещения газа (жидкости); такое течение нестационарное; Re>1000;

· переходный режим (1<Re<1000) может перейти в турбулентный, если существенно увеличить скорость течения газа (жидкости) (снизить давление в среде) или увеличить поперечные размеры потока газа (жидкости).

В системе СГС (устарела и практически не используется) кинематическая вязкость v измеряется в стоксах, а динамическая вязкость в пуазах:

 

[ ]=1 Ст= ,

 

[ ]=1 П= .

 

Кинематическая вязкость связана с динамической следующим соотношением:

 

.

 

Физический смысл динамической вязкости : она численно равна импульсу, переносимому от слоя к слою через единичную площадку в единицу времени при градиенте скорости, равном единице.

Условная вязкость УВ – это отношение времени истечения 200 мл какой-либо изоляционной жидкости при определенной температуре ко времени истечения
200 мл дистиллированной воды при температуре 20 . Она измеряется в градусах Энглера °Е:

 

,

 

где - постоянная прибора (водное число). Обычно находится в интервале 50-52 с.

 

Существует эмпирическая формула (полученная из опыта), которая прямо пропорционально связывает между собой динамическую и условную вязкости. ГОСТ нормирует значения условной вязкости. Например, для трансформаторного масла при 20 °С условная вязкость не должна превышать 5 °Е, а при температуре
50 °С – 1,8 °Е.

 

На величину вязкости газа (жидкости) влияет температура. С ростом температуры вязкость уменьшается. Степень ее уменьшения характеризуется температурным коэффициентом динамической вязкости.

 

 

,

 

где - температурный коэффициент динамической вязкости, [ ]= .

 



Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 327;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.