أي عملية تسمى الاحتكاك الداخلي أو اللزوجة. ظاهرة الاحتكاك الداخلي (اللزوجة)

سائل مثالي، أي. السائل الذي يتحرك بدون احتكاك هو مفهوم مجرد. جميع السوائل والغازات الحقيقية لها لزوجة أو احتكاك داخلي بدرجة أكبر أو أقل. اللزوجة (الاحتكاك الداخلي)، إلى جانب الانتشار والتوصيل الحراري، هي ظاهرة نقل ويتم ملاحظتها فقط في السوائل والغازات المتحركة. وتتجلى اللزوجة في أن الحركة التي تحدث في السائل أو الغاز، بعد توقف الأسباب المسببة لها، تتوقف تدريجياً.

اللزوجة(الاحتكاك الداخلي) إحدى الظواهر الانتقالية، وهي خاصية الأجسام الموائعة (السوائل والغازات) لمقاومة حركة جزء منها بالنسبة إلى جزء آخر. ونتيجة لذلك، تتبدد الطاقة المستهلكة في هذه الحركة على شكل حرارة.

آلية الاحتكاك الداخلي في السوائل والغازات هي أن الجزيئات تتحرك بشكل فوضوي تحمل دفعةمن طبقة إلى أخرى مما يؤدي إلى معادلة السرعات - وهذا ما يوصف بإدخال قوة الاحتكاك. اللزوجة المواد الصلبةيحتوي على عدد من الميزات المحددة وعادة ما يتم النظر فيه بشكل منفصل.

في السوائل، حيث تكون المسافات بين الجزيئات أصغر بكثير منها في الغازات، ترجع اللزوجة في المقام الأول إلى التفاعلات بين الجزيئات، مما يحد من حركة الجزيئات. في السائل، لا يمكن للجزيء أن يخترق الطبقة المجاورة إلا في حالة تكوين تجويف فيها، وهو ما يكفي لقفز الجزيء هناك. يتم استهلاك ما يسمى طاقة التنشيط للتدفق اللزج لتشكيل تجويف (لإطلاق السائل). تتناقص طاقة التنشيط مع زيادة درجة الحرارة وانخفاض الضغط. وهذا أحد أسباب الانخفاض الحاد في لزوجة السوائل مع زيادة درجة الحرارة وزيادتها عند الضغوط العالية. عندما يزيد الضغط إلى عدة آلاف من الأجواء، تزداد اللزوجة عشرات ومئات المرات. لم يتم بعد إنشاء نظرية صارمة لزوجة السوائل، بسبب عدم كفاية تطوير نظرية الحالة السائلة.

تعتمد لزوجة الفئات الفردية من السوائل والمحاليل على درجة الحرارة والضغط و التركيب الكيميائي.

تعتمد لزوجة السوائل على التركيب الكيميائي لجزيئاتها. في سلسلة من المركبات الكيميائية المماثلة (الهيدروكربونات المشبعة والكحوليات والأحماض العضوية وما إلى ذلك)، تتغير اللزوجة بشكل طبيعي - فهي تزداد مع زيادة الوزن الجزيئي. ترجع اللزوجة العالية لزيوت التشحيم إلى وجود دورات في جزيئاتها. سائلان لهما لزوجتان مختلفتان ولا يتفاعلان مع بعضهما البعض عند خلطهما، ولهما لزوجة متوسطة في الخليط. إذا تشكلت عند الخلط مركب كيميائي، فإن لزوجة الخليط يمكن أن تكون أكبر بعشرات المرات من لزوجة السوائل الأصلية.

حدوث في السوائل ( أنظمة متفرقةأو محاليل البوليمر) الهياكل المكانية، التي تتشكل من التصاق الجزيئات أو الجزيئات الكبيرة، تسبب زيادة حادة في اللزوجة. عندما يتدفق السائل "المنظم"، لا يتم إنفاق عمل القوة الخارجية على التغلب على اللزوجة فحسب، بل أيضًا على تدمير الهيكل.

في الغازات، تكون المسافات بين الجزيئات أكبر بكثير من نصف قطر عمل القوى الجزيئية، وبالتالي يتم تحديد لزوجة الغازات بشكل أساسي من خلال الحركة الجزيئية. بين طبقات الغاز التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض، هناك تبادل مستمر للجزيئات بسبب حركتها الفوضوية (الحرارية) المستمرة. يؤدي انتقال الجزيئات من طبقة إلى الطبقة المجاورة، تتحرك بسرعة مختلفة، إلى نقل زخم معين من طبقة إلى أخرى. ونتيجة لذلك، تتسارع الطبقات البطيئة وتتباطأ الطبقات الأسرع. الشغل المبذول بواسطة قوة خارجية F، الذي يوازن المقاومة اللزجة ويحافظ على تدفق ثابت، يتحول بالكامل إلى حرارة. لا تعتمد لزوجة الغاز على كثافته (الضغط)، لأنه عند ضغط الغاز، يزداد العدد الإجمالي للجزيئات التي تنتقل من طبقة إلى أخرى، ولكن كل جزيء يخترق الطبقة المجاورة بعمق أقل وينقل زخمًا أقل (نظرية ماكسويل). قانون).

اللزوجة هي خاصية فيزيائية وكيميائية مهمة للمواد. يجب أن تؤخذ قيمة اللزوجة بعين الاعتبار عند ضخ السوائل والغازات عبر الأنابيب (خطوط أنابيب النفط، خطوط أنابيب الغاز). لزوجة الخبث المنصهر أهمية كبيرة في عمليات الأفران العالية والموقد المفتوح. تحدد لزوجة الزجاج المنصهر عملية إنتاجه. في كثير من الحالات، يتم استخدام اللزوجة للحكم على مدى جاهزية أو جودة المنتجات أو المنتجات الوسيطة للإنتاج، حيث ترتبط اللزوجة ارتباطًا وثيقًا ببنية المادة وتعكس التغيرات الفيزيائية والكيميائية في المادة التي تحدث أثناء العمليات التكنولوجية. لزوجة الزيوت أهمية عظيمةلحساب تزييت الآلات والآليات، الخ.

يسمى جهاز قياس اللزوجة مقياس اللزوجة.

معامل اللزوجة .

تعتبر اللزوجة من أهم الظواهر التي يتم ملاحظتها أثناء حركة السائل الحقيقي.

جميع السوائل (والغازات) الحقيقية تظهر لزوجة أو احتكاكًا داخليًا بدرجة أو بأخرى. عندما يتدفق السائل الحقيقي بين طبقاته، تنشأ قوى الاحتكاك. وتسمى هذه القوى بقوى الاحتكاك الداخلي أو اللزوجة.

اللزوجة هي الاحتكاك بين طبقات السائل (أو الغاز) التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض.

يتم توجيه قوى اللزوجة (الاحتكاك الداخلي) بشكل عرضي إلى طبقات السائل الملامسة وتقاوم حركة هذه الطبقات بالنسبة لبعضها البعض. تعمل على إبطاء الطبقة الأسرع وتسريع الطبقة الأبطأ. هناك سببان رئيسيان للزوجة:

أولاً،قوى التفاعل بين جزيئات الطبقات المتجاورة تتحرك بسرعات مختلفة؛

ثانيًا،انتقال الجزيئات من طبقة إلى أخرى، وما يرتبط بها من نقل للزخم.

ولهذه الأسباب، تتفاعل الطبقات مع بعضها البعض، وتتسارع الطبقة البطيئة، وتتباطأ الطبقة السريعة. في السوائل يتم التعبير عن السبب الأول بشكل أوضح، وفي الغازات يتم التعبير عن السبب الثاني.

لتوضيح الأنماط التي تحكم قوى الاحتكاك الداخلي، فكر في التجربة التالية. لنأخذ لوحين أفقيين بينهما طبقة من السائل (الشكل 9). قمنا بتحريك اللوحة العلوية بسرعة ثابتة . للقيام بذلك، يجب تطبيق القوة على اللوحة
للتغلب على قوة الاحتكاك
، يعمل على اللوحة أثناء تحركه في السائل. طبقة السائل المجاورة مباشرة للوحة العلوية، بسبب البلل، تلتصق باللوحة وتتحرك معها. يتم تثبيت طبقة السائل الملتصقة باللوحة السفلية في حالة سكون معها،
. وتتحرك الطبقات الوسطى بطريقة تجعل سرعة كل طبقة عليا أكبر من سرعة الطبقة التي تحتها. تُظهر الأسهم في الشكل 9 "ملف تعريف السرعة" للتدفق. على طول المحور العمودي على المتجه ، تزداد السرعة. يتميز قياس السرعة بالقيمة .

ضخامة يوضح قياس السرعة لكل وحدة طول على طول اتجاه تغير السرعة، أي. يحدد معدل التغير في السرعة والاتجاه العمودي على السرعة نفسها. يعتمد الاحتكاك بين الطبقات على هذه القيمة. ضخامة تقاس
.

اكتشف نيوتن أن قوة الاحتكاك بين طبقتين من السائل تتناسب طرديا مع مساحة التلامس بين الطبقتين والحجم :

. (13)

الصيغة (13) تسمى صيغة نيوتن للاحتكاك اللزج. عامل التناسب ويسمى معامل اللزوجة (الاحتكاك الداخلي). ومن (13) يتضح ذلك

في النظام
وحدة قياس معامل اللزوجة هي

(باسكال - ثانية)،

في نظام SGS، يتم قياس معامل اللزوجة
(يوازن)، و

تسمى السوائل التي تنطبق عليها صيغة نيوتن (13). نيوتونية.بالنسبة لمثل هذه السوائل، يعتمد معامل اللزوجة فقط على درجة الحرارة. ومن بين السوائل البيولوجية، تشمل السوائل النيوتونية بلازما الدم والليمفاوية. بالنسبة للعديد من السوائل الحقيقية، فإن العلاقة (13) ليست راضية بشكل صارم. تسمى هذه السوائل غير نيوتوني.بالنسبة لهم معامل اللزوجة يعتمد على درجة الحرارة والضغط وعدد من الكميات الأخرى. وتشمل هذه السوائل سوائل ذات جزيئات كبيرة ومعقدة، مثل الدم الكامل.

لزوجة الدم لدى الشخص السليم
، مع تقلبات علم الأمراض، مما يؤثر على معدل ترسيب كرات الدم الحمراء. لزوجة الدم الوريدي أكبر من لزوجة الدم الشرياني.

الاحتكاك الداخلي أنا الاحتكاك الداخلي ثانيا الاحتكاك الداخلي

في المواد الصلبة، خاصية المواد الصلبة تتحول بشكل لا رجعة فيه إلى حرارة الطاقة الميكانيكية، المنقولة إلى الجسم أثناء تشوهه. يرتبط الجهد بمجموعتين مختلفتين من الظواهر: عدم المرونة وتشوه اللدونة.

عدم المرونة هي انحراف عن خصائص المرونة عندما يتشوه الجسم في ظل ظروف لا يوجد فيها أي تشوه متبقٍ. عند التشوه بسرعة محدودة، يكون الانحراف عن توازن حراري. على سبيل المثال، عند ثني لوحة رقيقة ساخنة بشكل موحد، والتي تتوسع المادة عند تسخينها، فإن الألياف الممتدة سوف تبرد، وسوف تسخن الألياف المضغوطة، مما يؤدي إلى اختلاف في درجة الحرارة العرضية، أي أن التشوه المرن سوف يسبب انتهاكًا للتوازن الحراري. إن معادلة درجة الحرارة اللاحقة عن طريق التوصيل الحراري هي عملية مصحوبة بانتقال لا رجعة فيه لجزء من الطاقة المرنة إلى طاقة حرارية. وهذا ما يفسر التخميد الملحوظ تجريبيًا لاهتزازات الانحناء الحر للوحة - وهو ما يسمى بتأثير المرونة الحرارية. تسمى عملية استعادة التوازن المضطرب بالاسترخاء (انظر الاسترخاء).

أثناء التشوه المرن للسبائك مع التوزيع الموحد لذرات المكونات المختلفة، قد تحدث إعادة توزيع الذرات في المادة بسبب الاختلاف في أحجامها. إن استعادة توزيع توازن الذرات عن طريق الانتشار (انظر الانتشار) هي أيضًا عملية استرخاء. مظاهر الخصائص غير المرنة أو الاسترخاء، بالإضافة إلى تلك المذكورة، هي آثار مرنة في المعادن النقية والسبائك، والتباطؤ المرن، وما إلى ذلك.

لا يعتمد التشوه الذي يحدث في الجسم المرن على القوى الميكانيكية الخارجية المطبقة عليه فحسب، بل يعتمد أيضًا على درجة حرارة الجسم وتركيبه الكيميائي والمجالات المغناطيسية والكهربائية الخارجية (التضييق المغناطيسي والكهربائي) وحجم الحبوب وما إلى ذلك. يؤدي هذا إلى مجموعة متنوعة من ظواهر الاسترخاء، كل منها تقدم مساهمتها الخاصة في W. إذا حدثت عدة عمليات استرخاء في الجسم في وقت واحد، فيمكن تمييز كل منها بوقت الاسترخاء الخاص بها (انظر الاسترخاء) τ أنا،ثم يشكل مجمل أوقات الاسترخاء لعمليات الاسترخاء الفردية ما يسمى بطيف الاسترخاء لمادة معينة ( أرز. )، توصيف مادة معينة في ظل ظروف معينة؛ كل تغيير هيكلي في العينة يغير طيف الاسترخاء.

تستخدم الطرق التالية لقياس الجهد: دراسة تخميد الاهتزازات الحرة (الطولية، العرضية، الالتوائية، المنحنية)؛ دراسة منحنى الرنين للتذبذبات القسرية (انظر التذبذبات القسرية)؛ التبديد النسبي للطاقة المرنة خلال فترة واحدة من التذبذب. تعد دراسة فيزياء الحالة الصلبة مجالًا جديدًا وسريع التطور في فيزياء الحالة الصلبة، وهي مصدر للمعلومات المهمة حول العمليات التي تحدث في المواد الصلبة، وخاصة في المعادن النقية والسبائك التي خضعت لمختلف المعالجات الميكانيكية والحرارية.

V. t أثناء تشوه البلاستيك. إذا تجاوزت القوى المؤثرة على جسم صلب الحد المرن وحدث تدفق بلاستيكي، فيمكننا التحدث عن مقاومة التدفق شبه اللزج (عن طريق القياس مع السائل اللزج). تختلف آلية الضغط العالي أثناء التشوه اللدن بشكل كبير عن آلية الجهد العالي أثناء عدم المرونة (انظر اللدونة، الزحف). يحدد الاختلاف في آليات تبديد الطاقة أيضًا الفرق في قيم اللزوجة، والتي تختلف بمقدار 5-7 أوامر من حيث الحجم (لزوجة التدفق البلاستيكي، حيث تصل إلى قيم 10 13 -10 8 ن· ثانية/م 2، دائمًا أعلى بكثير من اللزوجة المحسوبة من الاهتزازات المرنة وتساوي 10 7 - 10 8 ن· ثانية/م 2). ومع زيادة سعة الاهتزازات المرنة، تبدأ المقصات البلاستيكية في لعب دور متزايد الأهمية في تخميد هذه الاهتزازات، وتزداد قيمة اللزوجة، لتقترب من قيم اللزوجة البلاستيكية.

أشعل.:نوفيك أ.س، الاحتكاك الداخلي في المعادن، في كتاب: التقدم في فيزياء المعادن. قعد. المقالات، العابرة. من اللغة الإنجليزية، الجزء 1، م، 1956؛ بوستنيكوف ضد، ظاهرة الاسترخاء في المعادن والسبائك المعرضة للتشوه، "Uspekhi Fizicheskikh Nauk"، 1954، v. 53، v. 1، ص. 87؛ له، الاعتماد على درجة الحرارة للاحتكاك الداخلي للمعادن النقية والسبائك، المرجع نفسه، 1958، المجلد 66، القرن. 1، ص. 43.

كبير الموسوعة السوفيتية. - م: الموسوعة السوفيتية. 1969-1978 .

انظر ما هو "الاحتكاك الداخلي" في القواميس الأخرى:

1) خاصية المواد الصلبة لامتصاص الطاقة الميكانيكية التي يتلقاها الجسم أثناء تشوهه بشكل لا رجعة فيه. يتجلى الاحتكاك الداخلي، على سبيل المثال، في تخميد الاهتزازات الحرة.2) في السوائل والغازات نفس اللزوجة ... القاموس الموسوعي الكبير

الاحتكاك الداخلي هو نفس اللزوجة ... الموسوعة الحديثة

في المواد الصلبة، يتم تحويل خاصية المواد الصلبة بشكل لا رجعة فيه إلى حرارة ميكانيكية. الطاقة المنقولة إلى الجسم أثناء عملية تشوهه. V. t. يرتبط باثنين مختلفين. مجموعات من ظواهر عدم المرونة واللدونة. تشوه. عدم المرونة تمثل ... ... الموسوعة الفيزيائية- 1) خاصية المواد الصلبة لتحويل الطاقة الميكانيكية التي يتلقاها الجسم أثناء تشوهه إلى حرارة بشكل لا رجعة فيه. يتجلى الاحتكاك الداخلي، على سبيل المثال، في تخميد الاهتزازات الحرة. 2) في السوائل والغازات نفس اللزوجة. * * *…… القاموس الموسوعي

الاحتكاك الداخلي الاحتكاك الداخلي. تحويل الطاقة إلى حرارة تحت تأثير الإجهاد التذبذبي للمادة. (المصدر: "المعادن والسبائك. الدليل." تحرير Yu.P. Solntsev؛ NPO Professional، NPO Mir and Family؛ سانت بطرسبرغ ... قاموس المصطلحات المعدنية

اللزوجة (الاحتكاك الداخلي) هي خاصية المحاليل التي تميز مقاومة القوى الخارجية التي تسبب تدفقها. (انظر: SP 82 101 98. تحضير واستخدام ملاط ​​البناء.)

) الطاقة الميكانيكية المنقولة إلى الجسم أثناء تشوهه. يتجلى الاحتكاك الداخلي، على سبيل المثال، في تخميد الاهتزازات الحرة. في السوائل والغازات، عادة ما تسمى عملية مماثلة باللزوجة. يرتبط الاحتكاك الداخلي في المواد الصلبة بمجموعتين مختلفتين من الظواهر: عدم المرونة وتشوه اللدونة.

عدم المرونة هي انحراف عن خصائص المرونة عندما يتشوه الجسم في ظل ظروف لا يوجد فيها أي تشوه متبقٍ. عند التشوه بمعدل محدود، يحدث انحراف عن التوازن الحراري في الجسم. على سبيل المثال، عند ثني لوحة رقيقة ساخنة بشكل موحد، والتي تتوسع المادة عند تسخينها، سوف تبرد الألياف الممتدة، وسوف تسخن الألياف المضغوطة، مما يؤدي إلى اختلاف عرضي في درجة الحرارة، أي أن التشوه المرن سوف يسبب انتهاكًا للحرارة حالة توازن. إن معادلة درجة الحرارة اللاحقة عن طريق التوصيل الحراري هي عملية مصحوبة بانتقال لا رجعة فيه لجزء من الطاقة المرنة إلى طاقة حرارية. وهذا ما يفسر التخميد الملحوظ تجريبيًا لاهتزازات الانحناء الحر للوحة - وهو ما يسمى بالتأثير الحراري المرن. وتسمى عملية استعادة التوازن المضطرب بالاسترخاء.

أثناء التشوه المرن للسبائك مع التوزيع الموحد لذرات المكونات المختلفة، قد تحدث إعادة توزيع الذرات في المادة بسبب الاختلاف في أحجامها. إن استعادة توزيع توازن الذرات عن طريق الانتشار هي أيضًا عملية استرخاء. إن مظاهر الخصائص غير المرنة أو الاسترخاء هي أيضًا آثار لاحقة مرنة في المعادن والسبائك النقية، التباطؤ المرن.

لا يعتمد التشوه الذي يحدث في الجسم المرن على القوى الميكانيكية الخارجية المطبقة عليه فحسب، بل يعتمد أيضًا على درجة حرارة الجسم وتركيبه الكيميائي والمجالات المغناطيسية والكهربائية الخارجية (الانقباض المغناطيسي والكهربائي) وحجم الحبوب. وهذا يؤدي إلى مجموعة متنوعة من ظواهر الاسترخاء، كل منها يساهم في الاحتكاك الداخلي. إذا حدثت العديد من عمليات الاسترخاء في الجسم في وقت واحد، يمكن أن تتميز كل منها بوقت الاسترخاء الخاص بها، فإن مجمل جميع أوقات الاسترخاء لعمليات الاسترخاء الفردية تشكل ما يسمى بطيف الاسترخاء لمادة معينة؛ كل تغيير هيكلي في العينة يغير طيف الاسترخاء.

تستخدم الطرق التالية لقياس الاحتكاك الداخلي: دراسة تخميد الاهتزازات الحرة (الطولية، العرضية، الالتوائية، المنحنية)؛ دراسة منحنى الرنين للتذبذبات القسرية؛ التبديد النسبي للطاقة المرنة خلال فترة واحدة من التذبذب. تعد دراسة الاحتكاك الداخلي للمواد الصلبة أحد مجالات فيزياء الحالة الصلبة ومصدرًا للمعلومات حول العمليات التي تحدث في المواد الصلبة، وخاصة في المعادن النقية والسبائك التي تخضع للمعالجات الميكانيكية والحرارية.
إذا تجاوزت القوى المؤثرة على جسم صلب الحد المرن وحدث تدفق بلاستيكي، فيمكننا التحدث عن مقاومة التدفق شبه اللزج (عن طريق القياس مع السائل اللزج). تختلف آلية الاحتكاك الداخلي أثناء التشوه اللدن بشكل كبير عن آلية الاحتكاك الداخلي أثناء عدم المرونة. يحدد الاختلاف في آليات تبديد الطاقة الفرق في قيم اللزوجة، والتي تختلف بمقدار 5-7 أوامر. ومع زيادة سعة الاهتزازات المرنة، تبدأ المقصات البلاستيكية في لعب دور كبير في تخفيف هذه الاهتزازات، وتزداد قيمة اللزوجة، لتقترب من قيم اللزوجة البلاستيكية.

اللزوجة(الاحتكاك الداخلي) ( إنجليزي. اللزوجة) هي إحدى الظواهر الانتقالية، وهي خاصية الأجسام الموائعة (السوائل والغازات) لمقاومة حركة جزء منها بالنسبة إلى جزء آخر. آلية الاحتكاك الداخلي في السوائل والغازات هي أن الجزيئات المتحركة بشكل عشوائي تنقل الزخم من طبقة إلى أخرى، مما يؤدي إلى تكافؤ السرعات - وهذا ما يوصف بإدخال قوة الاحتكاك. تحتوي لزوجة المواد الصلبة على عدد من الميزات المحددة وعادة ما يتم النظر فيها بشكل منفصل. تم وضع القانون الأساسي للتدفق اللزج بواسطة نيوتن (1687): عند تطبيقه على السوائل، يتم تمييز اللزوجة:

• اللزوجة الديناميكية (المطلقة). µ - القوة المؤثرة على وحدة مساحة سطح مستو تتحرك بسرعة وحدة بالنسبة إلى سطح مستو آخر يقع على مسافة وحدة من الأول. في نظام SI، يتم التعبير عن اللزوجة الديناميكية كـ باسكال × ث(باسكال ثانية)، وحدة غير نظامية P (اتزان).
• اللزوجة الحركية ν - نسبة اللزوجة الديناميكية µ لكثافة السائل ρ .

ν= µ / ρ ,

• ν , م 2 / ث – اللزوجة الحركية.
• μ , Pa×s - اللزوجة الديناميكية؛
• ρ , كجم/م3 – كثافة السائل.

قوة الاحتكاك اللزج

وهي ظاهرة حدوث قوى عرضية تمنع حركة أجزاء السائل أو الغاز بالنسبة لبعضها البعض. يستبدل التشحيم بين جسمين صلبين الاحتكاك الجافالانزلاق هو الاحتكاك المنزلق لطبقات السائل أو الغاز بالنسبة لبعضها البعض. تتغير سرعة الجزيئات الموجودة في الوسط بسلاسة من سرعة جسم إلى سرعة جسم آخر.

تتناسب قوة الاحتكاك اللزج مع سرعة الحركة النسبية الخامسالأجسام متناسبة مع المساحة سويتناسب عكسيا مع المسافة بين الطائرات ح.

F=-V S / ح،

يُسمى معامل التناسب، اعتمادًا على نوع السائل أو الغاز معامل اللزوجة الديناميكية. أهم ما في طبيعة قوى الاحتكاك اللزجة هو أنه في وجود أي قوة مهما كانت صغيرة فإن الأجسام ستبدأ بالحركة، أي أنه لا يوجد الاحتكاك الساكن. فرق كبير نوعيا في القوى الاحتكاك اللزجمن الاحتكاك الجاف

إذا كان جسم متحرك مغمورا تماما في وسط لزج وكانت المسافات من الجسم إلى حدود الوسط أكبر بكثير من أبعاد الجسم نفسه، فإننا في هذه الحالة نتحدث عن الاحتكاك أو مقاومة متوسطة. وفي هذه الحالة تتحرك أجزاء الوسط (السائل أو الغاز) المجاورة مباشرة للجسم المتحرك بنفس سرعة الجسم نفسه، وكلما ابتعدت عن الجسم تقل سرعة الأجزاء المقابلة لها من الوسط، فتصبح صفر في اللانهاية.

تعتمد قوة مقاومة الوسط على:

• اللزوجة
• على شكل الجسم
• على سرعة حركة الجسم بالنسبة للوسط .

على سبيل المثال، عندما تتحرك كرة ببطء في سائل لزج، يمكن إيجاد قوة الاحتكاك باستخدام صيغة ستوكس:

F=-6 ر الخامس،

هناك فرق ذو دلالة نوعية بين قوى الاحتكاك اللزج و الاحتكاك الجاف، من بين أمور أخرى، أن الجسم في وجود احتكاك لزج فقط وقوة خارجية صغيرة بشكل تعسفي سيبدأ بالضرورة في التحرك، أي أنه بالنسبة للاحتكاك اللزج لا يوجد احتكاك ساكن، والعكس صحيح - تحت تأثير الاحتكاك اللزج فقط فإن الجسم الذي تحرك في البداية لن يتوقف أبدًا (في إطار التقريب العياني الذي يهمل الحركة البراونية)، على الرغم من أن الحركة سوف تتباطأ إلى أجل غير مسمى.

لزوجة الغاز

لزوجة الغازات (ظاهرة الاحتكاك الداخلي) هي ظهور قوى الاحتكاك بين طبقات الغاز التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض بشكل متوازي وبسرعات مختلفة. تزداد لزوجة الغازات مع زيادة درجة الحرارة

يعتبر تفاعل طبقتين من الغاز بمثابة عملية يتم خلالها نقل الزخم من طبقة إلى أخرى. قوة الاحتكاك لكل وحدة مساحة بين طبقتين من الغاز، تساوي الدفعة المنقولة في الثانية من طبقة إلى أخرى عبر وحدة المساحة، يتم تحديدها بواسطة قانون نيوتن:

τ=-η dν / dz

أين:
dν/dz- تدرج السرعة في الاتجاه المتعامد مع اتجاه حركة طبقات الغاز.
تشير علامة الطرح إلى أن الزخم ينتقل في اتجاه انخفاض السرعة.
η - اللزوجة الديناميكية.

η= 1 / 3 ρ(ν) α، حيث:

ρ - كثافة الغاز،
(ν) - المتوسط ​​الحسابي للسرعة للجزيئات
λ - متوسط ​​المسار الحر للجزيئات .

لزوجة بعض الغازات (عند 0 درجة مئوية)

لزوجة السائل

لزوجة السائل- هذه الخاصية تظهر فقط عندما يتحرك السائل، ولا تؤثر على السوائل في حالة السكون. يخضع الاحتكاك اللزج في السوائل لقانون الاحتكاك، الذي يختلف جوهريًا عن قانون احتكاك المواد الصلبة، لأن يعتمد على مساحة الاحتكاك وسرعة حركة السوائل.
اللزوجة– خاصية السائل لمقاومة القص النسبي لطبقاته. تتجلى اللزوجة في حقيقة أنه مع الحركة النسبية لطبقات السائل، تنشأ قوى مقاومة القص على أسطح ملامستها، تسمى قوى الاحتكاك الداخلي، أو قوى اللزوجة. إذا أخذنا في الاعتبار كيفية توزيع سرعات طبقات مختلفة من السائل عبر المقطع العرضي للتدفق، فيمكننا بسهولة أن نلاحظ أنه كلما ابتعدنا عن جدران التدفق، زادت سرعة حركة الجسيمات. عند جدران التدفق، تكون سرعة السائل صفرًا. ويتضح ذلك من خلال رسم ما يسمى بنموذج التدفق النفاث.

طبقة تتحرك ببطء من السائل "تكبح" طبقة مجاورة من السائل تتحرك بشكل أسرع، والعكس صحيح، طبقة تتحرك بسرعة أعلى تسحب (تسحب) على طول طبقة تتحرك بسرعة أقل. تظهر قوى الاحتكاك الداخلي بسبب وجود روابط بين الجزيئات بين الطبقات المتحركة. إذا اخترنا منطقة معينة بين طبقات السائل المتجاورة سثم حسب فرضية نيوتن:

F=μS (دو / دى)،

• μ - معامل الاحتكاك اللزج.
• س- منطقة الاحتكاك؛
• دو/دي- سرعة التدرج

ضخامة μ في هذا التعبير هو معامل اللزوجة الديناميكية، يساوي:

μ= F / S 1 / دو / دى , μ= τ 1/دو/دي،

• τ – الإجهاد العرضي في السائل (يعتمد على نوع السائل).

المعنى الفيزيائي لمعامل الاحتكاك اللزج- عدد يساوي قوة الاحتكاك الناشئة على سطح وحدة بتدرج سرعة الوحدة.

في الممارسة العملية يتم استخدامه في كثير من الأحيان معامل اللزوجة الحركيةسمي بهذا الاسم لأن بعده يفتقر إلى تسمية القوة. هذا المعامل هو نسبة المعامل الديناميكي لزوجة السائل إلى كثافته:

ν= μ / ρ ,

وحدات معامل الاحتكاك اللزج:

• ن·ث/م 2 ;
• كجم ق / م 2
• Pz (بوازويل) 1(Pz)=0.1(N s/m 2).

تحليل خاصية لزوجة السوائل

بالنسبة لإسقاط السوائل، تعتمد اللزوجة على درجة الحرارة روالضغط رومع ذلك، فإن الاعتماد الأخير يظهر فقط مع تغيرات كبيرة في الضغط، في حدود عدة عشرات من الآلام والكروب الذهنية.

يتم التعبير عن اعتماد معامل اللزوجة الديناميكية على درجة الحرارة بصيغة بالشكل:

μ t = μ 0 e -k t (T-T 0),

• ميكروت - معامل اللزوجة الديناميكية عند درجة حرارة معينة؛
• μ 0 - معامل اللزوجة الديناميكية عند درجة حرارة معروفة؛
• ت - درجة الحرارة المحددة؛
• تي 0 - درجة الحرارة التي تقاس بها القيمة μ 0 ;
• ه

يتم وصف اعتماد المعامل النسبي للزوجة الديناميكية على الضغط بالصيغة:

μ Р = μ 0 e -k Р (Р-Р 0),

• ميكرو ر - معامل اللزوجة الديناميكية عند ضغط معين،
• μ 0 - معامل اللزوجة الديناميكية عند ضغط معروف (في أغلب الأحيان في الظروف العادية)،
• ر - اضبط الضغط؛
• ف 0 - الضغط الذي تقاس به القيمة μ 0 ;
• ه – قاعدة اللوغاريتم الطبيعي تساوي 2.718282.

ولا يظهر تأثير الضغط على لزوجة السائل إلا عند الضغوط العالية.

السوائل النيوتونية وغير النيوتونية

السوائل النيوتونية هي تلك التي لا تعتمد لزوجتها على معدل التشوه. في معادلة نافير-ستوكس للمائع النيوتوني، يوجد قانون لزوجة مشابه لما سبق (في الواقع، تعميم لقانون نيوتن، أو قانون نافيير).