АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Краткая теория работы

Читайте также:
  1. I. Классическая теория.
  2. I. Организация выполнения выпускной квалификационной работы
  3. II. Квантовая теория А. Эйнштейна.
  4. II. ПЕРЕЧЕНЬ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
  5. II. Порядок подготовки, защиты и оценки квалификационной работы
  6. II. Работы учеников Уильяма Джеймса: Дж. Дьюи, С. Холла, Дж. Кэттела, Э. Торндайка
  7. II. Рекомендации по оформлению контрольной работы.
  8. II. Требования охраны труда перед началом работы.
  9. II. Требования охраны труда перед началом работы.
  10. II. Требования охраны труда перед началом работы.
  11. III. Задания для самостоятельной работы по изучаемой теме
  12. III. Задания для самостоятельной работы по изучаемой теме

Состояние газа характеризуют основными параметрами: давлением P, температурой Т и объёмом V. Состояние вещества называется равновесным, если все его элементарные объемы имеют одинаковые параметры.

 
 

При выводе вещества из состояния равновесия, возникают явления, стремящиеся вернуть его в прежнее или новое состояния равновесия. В основе этих явлений лежит один и тот же молекулярный механизм – тепловое поступательное движение молекул, которые переносят массу (диффузия), энергию (теплопроводность), и импульс (внутреннее трение).

Рассмотрим явление переноса импульса – внутреннее трение.

При изменении скорости U в потоке газа или жидкости вдоль координаты y на границе между двумя смежными слоями действуют сила внутреннего трения Fтр, величина которой при ламинарном режиме течения определяется по закону вязкостного трения Ньютона:

Fтр = η S, (1)

где h - динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения), Па×с;

– градиент скорости, т.е. производная в направлении внешней нормали (ось у) к поверхности слоя;

S – величина площади поверхности слоя, по которой действует сила Fтр .

Рассмотрим два слоя движущихся со скоростями U1 и U2 и находящихся от площади S на расстоянии средней длины свободного пробега молекул (среднее расстояние , которое проходит молекула при тепловом поступательном движении между двумя последовательными столкновениями). За единицу времени через поверхность S в направлении оси y из одного слоя в другой пройдёт количество молекул, равное

 

N = n S,

где n – концентрация молекул, м–3;

- средняя скорость теплового движения молекул.

Умножив это количество молекул на импульс одной молекулы слоя, т.е. на m 0 U, получим импульс движущихся слоёв газа. В итоге импульс более быстро движущегося слоя (со скоростью U2) убывает, а более медленно движущегося (со скоростью U1) – возрастает.

Поток импульса через поверхность S на границе слоев

 

= Nm 0 (U1– U2) = n S m 0(U1 – U2),

где n∙m0 = ρ – плотность газа.

Выражая разность скоростей слоёв через градиент скорости

 

U1 – U2 = – 2 ,

получим

 

= – ρ S (2)

Согласно второму закону Ньютона сила трения равна производной импульса по времени

 

= – Fтр, (3)

где Fтр – сила трения, возникающая между слоями, движущимися с разными скоростями.

Знак минус в уравнении обусловлен тем, что импульс «течет» в направлении убывании скорости U.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)