 | Pobierz cały dokument lepkosc.biotechnologia.fizyka.labolatorium.doc Rozmiar 153 KB |
Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
|
SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM Z FIZYKI
TEMAT: Zależność lepkości wody od temperatury
Sekcja 4 Grupa3 Przemysław Górecki Czaja Mariusz |
I. Część teoretyczna.
Lepkość jest własnością gazów i cieczy. Charakteryzuje ona ich opór podczas płynięcia wywołanego siłami zewnętrznymi. Zjawisko to bywa także nazywane tarciem wewnętrznym. W ciałach stałych tarcie to jest oporem przeciwko powstawaniu odkształceń stycznych. Właściwość ta mierzona jest ilościowo współczynnikiem lepkości lub też w skrócie lepkością.
Rozpatrzmy teraz przepływ cieczy rzeczywistej przez przewód o przekroju poprzecznym r0 i długości l0. Przyjmiemy, że siła lepkości cieczy F jest proporcjonalna do gradientu prędkości dv/dr i powierzchni stykających się warstw 2πlr, czyli:
,
gdzie η - współczynnik lepkości danej cieczy. Ciecze stosujące się do tego prawa nazywamy cieczami newtonowskimi.
Współczynnik lepkości jest liczbowo równy wartości siły stycznej, która przyłożona do jednostkowej powierzchni przesuwanej warstwy utrzymuje w tej warstwie przepływ laminarny ze stałym jednostkowym gradientem prędkości warstw.
,
współczynnik ten nosi nazwę lepkości dynamicznej.
Siła F jest równoważona siłą spadku ciśnienia Δp, działającego na powierzchnię przekroju poprzecznego cylindra πr2, zatem:
,
skąd po przekształceniu i scałkowaniu w granicach od r do r0 otrzymamy związek wyrażający zależność prędkości v cieczy od promienia cylindra:
.
Jak wynika z powyższej zależności ciecz płynąca przez rurę ma paraboliczny rozkład prędkości wzdłuż promienia rury.
Oznaczmy przez Q(r) masę płynu o gęstości ρ, przepływającą w jednostce czasu przez cylinder o promieniu r. Różniczka tej wielkości wyraża się wzorem:
,
gdzie dS=2πrdr - powierzchnia pierścienia o promieniu r i szerokości dr.
Po podstawieniu otrzymamy:
,
po scałkowaniu:
.
Całkowita masa płynu przepływającego przez rurę o promieniu wewnętrznym r0 i długości l wynosi:
,
gdzie ν=η/ρ - nosi nazwę współczynnika lepkości kinematycznej.
 | Pobierz cały dokument lepkosc.biotechnologia.fizyka.labolatorium.doc rozmiar 153 KB |