To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Energia aktywacji przepływu lepkiego 1. Wstęp teoretyczny Lepkość jako właściwość dynamiczna płynów jest wynikiem tarcia wewnętrznego, występującego przy ruchu płynów rzeczywistych. Można to wyjaśnić rozpatrując ruch laminarny (warstwowy) płynu, w którym cząstki poruszają się ruchem postępowym w kierunku przepływu w warstwach równoległych do siebie. Ośrodek ciekły lub gazowy stawia opór i hamuje ruch warstw. Opór spowodowany tarciem wewnętrznym płynu nazywany jest lepkością dynamiczną i określany na podstawie równania Newtona
[N] , [dyn]
gdzie: F - siła powodująca względny ruch równoległych do siebie warstw; S - pole powierzchni warstw, na które działa ta siła, a między którymi występuje tarcie;
dv/dx - gradient prędkości prostopadły do kierunku przepływu płynu;
η - współczynnik proporcjonalności zwany lepkością dynamiczną ośrodka, wyrażony w [N⋅s⋅m -2 ] lub [dyn⋅s⋅cm -2 ]
W niektórych zagadnieniach przepływu lepkiego wygodniej jest posługiwać się tzw. współczynnikiem lepkości kinematycznej v, który zdefiniowany jest wzorem:
gdzie: ρ oznacza gęstość. Jednostka lepkości kinematycznej w układzie CGS nazywa się stokes. Współczynnik lepkości cieczy jest, przeciwnie niż gazów, malejącą funkcją temperatury, dającą się zazwyczaj przedstawić równaniem Arrheniusa- Guzmana:
W równaniu tym A i E są wielkościami stałymi, charakterystycznymi dla danej cieczy. Wielkość E nazywana jest energią aktywacji lepkości.
Pomiar współczynnika lepkości można wykonać kilkoma metodami, dającymi się sklasyfikować w dwie grupy. Jedną z nich stanowią metody oparte na prawie Stokesa. Ich zasada polega na pomiarze szybkości opadania kulki w badanym ośrodku lepkim. Promień kulki i jej gęstość dobiera się tak, aby opadała ona ruchem jednostajnym. Wówczas zachodzi równowaga trzech sił działających na kulkę:
− siły tarcia wewnętrznego, skierowanej ku górze i równej zgodnie z prawem Stokesa:
f t = 6πηrv
gdzie: r - promień kulki, v - szybkość jej opadania;
− siły wyporu, również skierowanej ku górze:
f w = 4/3πr 3 ρ c g
(…)
… się go mierząc czas opadania kropli rtęci o znanej masie, w kapilarze o znanym promieniu. Opadający słupek rtęci wytwarza w kapilarze różnicę ciśnień:
2. Obliczenia
Lepkość gliceryny:
gdzie: Et - lepkość względna [°E]
t - czas wypływu gliceryny [s]
K - czas wypływu 200 cm3 wody w temperaturze 20°C
Przeliczenie lepkości względnej podanej w °E na lepkość kinematyczną w cSt:
gdzie: ρ - gęstość gliceryny w danej…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)