Вязкость

Вязкость - свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) ее частиц.

Все жидкости подразделяются на три вида: однородные (ньютоновские), структурные и неоднородные (неньютоновские).

Для ньютоновских жидкостей справедлив закон Ньютона о внутреннем трении в жидкостях. Вязкость этих жидкостей оценивается динамическим коэффициентом вязкости

h=t/(du/dn),

где t - касательное напряжение на элементарной площадке, лежащей на поверхности соприкасающихся слоев движущейся жидкости;

du/dn - производная скорости U по нормам n к рассматриваемым слоям жидкости.

Динамический коэффициент вязкости измеряется в Па·с (Нс/ м²), или в пуазах:

1П=100сП=0,1Па·с.

Отношение h к плотности жидкости называется кинематическим коэффициентом вязкости и измеряется в м²/с:

n=h/r.

Часто встречаются другие единицы измерения n, так называемые стоксы:

1м²/с=10⁴Ст.

С повышением температуры вязкость уменьшается. Для чистой пресной воды зависимость вязкости от температуры может быть выражена формулой

n =1775×10^-9/(1+0,0337t + 0,000221t²)»n_o(1+0,0158t)^-2,

гдеt - температура, ⁰С

n_o - вязкость воды при 0⁰С, равная 179×10^-8 м²/с.

Давление также оказывает воздействие на вязкость воды. При умеренном давлении и низкой температуре вода становится менее вязкой, чем другие жидкости. Это объясняется разрушением молекулярной структуры воды. При увеличении давления вода принимает структуру жидкости, на которую внешние воздействия не оказывают влияния; в этом случае вязкость воды начинает возрастать с повышением давления.

При наличии в жидкости твердой взвеси, она характеризуется эффективной вязкостью h, отличной от вязкости основной жидкости h₀:

h=h₀(1+2,5S+98S^1,5),

гдеS - консистенция гидросмеси, т.е. долевое содержание в ней твердых частиц (отношение мутности смеси к плотности мелкодисперсной фазы).

Кинематическая вязкость водного потока, насыщенного взвешенными веществами (60% частиц размером менее 0,05 мм и 0,5% - более 0,25 мм), увеличивается в зависимости от содержания взвеси В (г/л) в b раз (табл. 1.2).

Таблица 1.2