Что такое градиент скорости

Физический смысл градиента скорости:

Градиентом любой физической величины называется изме­нение этой величины, отнесён­ное к расстоянию, вдоль которого это изменение происходит.

3. Силы внутреннего трения зависят от при­роды жидкости, так как молекулы различных жидкостей находятся на различных расстояниях и имеют различную скорость, а следовательно и ки­нетическую энергию. Эта зависимость учиты­вается коэффициен­том вязкости — η. Таким образом, силы внутреннего трения зави­сят от природы жидкости, прямо пропорциональны градиенту скорости и площади соприкасаю­щихся слоев.

Fη = η (dυ/dx)S

Эта формула получила название формулы Ньютона. Если пло­щадь соприкасающихся слоев S = 1 и градиент скорости dυ/dx = 1, то Fтр = η

Коэффициентом вязкости или вязкостью жидкости назы­вается величина численно равная силе трения, возникающей между двумя слоями жидкости, соприкасающимися на площа­ди равной единице и при градиенте скорости между ними рав­ным единице.

Коэффициент вязкости измеряется в системе СИ: η =Fηdx/Sdυ; Н м / м 2 (м/с) = Н с / м 2 = Па с

В системе СГС: Пуаз (Пз) = дн с / см 2 ; Н с / м 2 = 10 5 дн с / 10 4 см 2 = 10 Пз. В медицине принято измерять вязкость в Пуазах. Коэффициент вязкости зависит не только от природы жидко­сти, но и от температуры. С повышением темпе­ратуры коэффи­циент вязкости уменьшается. Это объясняется тем, что с повыше­нием температуры расстояния между молекулами увеличивают­ся, а силы взаимодействия ослабляются.

Ввиду больших трудностей, возникающих при непосредствен­ном измерении вязкости её определяют косвенным путём. Наи­большее применение имеют методы: падающего шарика и капил­лярного визкозиметра. Метод падающего шарика основан на законе Стокса. Стокс устано­вил, что на небольшое тело шаровидной формы, перемещающееся в жидкости, действует сила трения, прямо про­порциональная радиусу этого тела, его скорости и коэффициенту вязкости жидкости.

Fтр = 6πηrυ

Если бросить в жидкость металлический шарик диаметром 0,2—0,3 мм, то он будет двигаться в жидкости равномерно. На движу­щийся шарик будут действовать три силы

1. Сила тяжести Р = mg, направленная верти­кально вниз.

2. Выталкивающая сила FB, направленная вертикально вверх.

3. Сила трения FTp, направленная также верти­кально вверх.

По первому закону Ньютона тело двига­ется равномерно, если равнодействующая всех сил, действующих на него, равна 0.

По закону Стокса Fтр = 6πηrυ,

P = mg; m = p_TV; P=p_TV_Tg =4/3 πr 3 p_Tg

Радиус шарика можно измерить с помощью микроскопа с окулярным микрометром, скорость движения шарика можно определить по формуле V = s /t, измерив линейкой s, а секундо­мером — t. Метод довольно точен, используется в санитарии. В медицинской практике для определения коэффициента вяз­кости крови, спиномозговой жидкости и других биологических жидкостей пользуются методом капиллярного вискозиметра, ос­нованный на законе Гагена-Пуазейля. Они установили, что объём жидкости, протекающей через попереч­ное сечение капилляра (R<1мм ) в единицу времени прямо пропорционален R 4 , dP/dl и обратно пропорционален η, коэффициент пропорци­ональности в системе СИ равен π/8.

Q=(πR 4 dP)/(8ηdl)

где dP/dl — градиент давления, dP — разность давлений в начале и в конце капилляра, dl — длина капилляра. При пропускании жидкостей через капилляры с одинаковым радиусом при одинаковом градиенте давления, получим:

V₁/t = πR 4 /8η₁dl объём 1 жидкости

V₂/t = πR 4 /8η₂dl объем 2 жидкости

Найдём относительную вязкость, поделив 1 выражение на 2.

η₂/η₁ = V₁/V₂ — формула Гагена-Пуазейля.

Вискозиметр состоит из двух пипеток — капилля­ров, укреплённых на общей подставке. Один капилляр имеет кран. Сначала втягивая воздух заполняют капилляр (б) стандарт­ной жидкостью, как правило водой, до нулевого деления, закры­ва­ют кран и затем заполняют капилляр (а) исследуемой жидкостью до нулевого деления. Открыв кран, втягивают обе жидкости одно­временно так, чтобы исследуемая жидкость дошла до деления.

Тогда число делений трубки (б) укажет относи­тельную вякость. Зная η₁, определим η₂ по формуле:

η₂ = η₁V₁

Преимущество и недостатки этого метода:

1. Позволяет измерять вязкость небольшого количества .жид­кости;

2. Быстрота измерения (особенно для крови — быстро свёр­тывается);

3. Измерение вязкости непрозрачных жидкостей.

Недостаток — малая точность ввиду отсутствия стандарта. Течение жидкости называется лами­нарным или слоистым, если поток жидкости представляет собой совокупность слоев, пе­ремещающихся относительно друг друга без перемешивания. При некоторой высокой скоро­сти течение становится турбулентным (вихре­вым), когда происходит перемешивание слоев жидкости. При турбулентном течении жидкости возрастают силы трения, а следовательно и работа по преодолению сил трения. Это тече­ние жидкости сопровождается звуковым феноменом.

Скорость, при которой ламинарное течение переходит в турбулентное называется критической (υ кр.)

Величина этой скорости зависит от вязкости жидкости, радиуса трубки, плотности жидкости и состояния внутренней поверхности. Критическая скорость вычисляется по формуле:

υкр = (R_сеη)/pD

где η — вязкость жидкости, р — плотность, D — диаметр трубки. Безразмерная величина R_се называется числом Рейнольдса. Для гладких трубок R_се = 2300, для трубок с шероховатыми поверхнос­тями эта величина меньше.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Градиент скорости в узком пространстве между шариком и трубкой может достигать 104 сек. Далее авторы описывают торпедо-вискозиметр ( несколько похожий на прибор Лавачека:), в котором тело вращения удлиненной формы снабжено сверху стержнем с площадкой, на которую помещается груз. Посредством этого груза тело перемещается вниз в трубке несколько большего диаметра, наполненной испытуемым веществом. Все эти приборы требуют градуировки, и едва ли их целесообразно применять для таких аномальных дисперсных систем, как лаки и краски.  [3]

Градиент скорости на свободной поверхности потока считается величиной постоянной и отличной от нуля.  [4]

Градиент скорости grad о — з — 1 — интенсивность изменения скорости по заданному направлению, обычно по нормали к направлению скорости.  [5]

Градиент скорости представляет собой изменение скорости в направлении, перпендикулярном к направлению скорости ( рис. 15), рассчитанное на единицу расстояния между слоями.  [6]

Градиент скорости является векторной величиной, направленной в сторону возрастания скорости.  [7]

Градиент скорости при установившемся турбулентном движении вблизи стенки возрастает, а распределение скоростей в средней части живого сечения становится тем равномернее, чем больше критерий Re.  [8]

Градиент скорости и напряжение сдвига не являются постоянными величинами в радиальном направлении.  [10]

Градиент скорости характеризуют также средней величиной скорости сдвига по поперечному сечению капилляра.  [11]

Градиент скорости измеряется вдоль по нормали к направлению течения потока.  [12]

Градиент скорости в данной точке есть вектор, направленный в сторону наиболее быстрого возрастания скорости.  [13]

Градиент скорости в турбулентных потоках может достигать очень больших величин.  [14]

Градиент скорости будет равен единице в том случае, если при расстоянии между слоями жидкости, равном 1 м, разность скоростей течения составляет 1 м / сек.  [15]

Градиент скорости

В вязкой жидкости существует перепад скоростей ее движущихся слоев вдоль оси Z, перпендикулярной направлению движения жидкости.

Количественно величина различий в скорости движения слоев жидкости характеризуется градиентом скорости dv/dx, называемым также скоростью сдвига.

Значение градиента скорости жидкости, текущей по трубе, так же как и величина скорости, изменяется от стенок к центру. Однако,если скорость минимальна у стенок и максимальна в центре, то значение градиента, наоборот, максимально у стенок и минимально вблизи центра.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Градиент скорости» в других словарях:

градиент скорости — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN velocity gradient … Справочник технического переводчика

градиент скорости тектонических движений — 3.27 градиент скорости тектонических движений: Изменение амплитуды тектонического перемещения маркирующей поверхности на единице расстояния в единицу времени. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

боковой градиент скорости (сейсм.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN lateral velocity gradient … Справочник технического переводчика

вертикальный градиент скорости (сейсм.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN velocity depth gradientvertical velocity gradient … Справочник технического переводчика

горизонтальный градиент скорости (сейсм.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN horizontal velocity gradientvelocity distance gradient … Справочник технического переводчика

региональный градиент скорости (сейсм.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN regional velocity gradient … Справочник технического переводчика

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ГРАДИЕНТ СКОРОСТИ ВЕТРА — 1. Градиент модуля скорости ветра (скалярный), представляющий собой разность модулей скорости ветра на двух соседних уровнях (скорость вверху минус скорость внизу выбранного слоя), отнесенную к единичному слою атмосферы. 2. Векторный В. г. с. в … Словарь ветров

Градиент — 12 Градиент DР/е Перепад давления, деленный на толщину образца Источник: ГОСТ 25283 93: Материалы спеченные проницаемые. Определение проницаемости жидкостей … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Градиент ветра — Перистые когтевидные облака, формирующиеся в зонах значительного градиента ветра. Градиент ветра  градиент скорости и направления ветра в случаях, когда они значительно изменяются на относительно небольшом участке в атмос … Википедия

Градиент (вектор) — Градиент (от лат. gradiens, род. падеж gradientis шагающий), вектор, показывающий направление наискорейшего изменения некоторой величины, значение которой меняется от одной точки пространства к другой (см. Поля теория). Если величина выражается… … Большая советская энциклопедия

Градиент скорости

интенсивность изменения скорости по заданному направлению, обычно по нормали к направлению скорости.

• Telegram
• Whatsapp
• Вконтакте
• Одноклассники
• Email

Научные статьи на тему «Градиент скорости»

Движение жидкостей и газов в трещиноватых и трещиновато- пористых средах

Он первым сформулировал закон, по которому скорость фильтрации прямо пропорциональна градиенту давления.
Такое поведение потока проявляется в виде отклонения связи касательного напряжения и градиента скорости.
Существует три класса неньютоновских жидкостей, напряжение в которых зависит от градиента скорости, от.
градиента скорости и времени действия напряжения, а также жидкости, где зависимость градиента скорости.
от напряжения включает в себя производные по времени напряжений и градиента скорости.

Вязкость воды при малых градиентах скорости течения

Представлены результаты исследования вязкости воды при малых градиентах скорости течения. Показано, что с уменьшением градиента скорости течения вязкость воды увеличивается аналогично вязкости дисперсных систем, обладающих тиксотропными свойствами.

Исследование плоскорадиальной фильтрации нефти переменной вязкости

При плоскопараллельном потоке векторы скоростей параллельны по отношению к друг другу.
В каждом поперечном сечении скорость, давление, направление одинаковы, но при этом они отличаются от.
При плоскорадиальном потоке в каждой горизонтальной плоскости продолжения векторов скорости сходятся.
r • h$ где, r – радиус; h – толщина пласта; При радиально-сферическом потоке продолжение векторов скоростей.
фильтрации нефти переменной вязкости заложены данные о характере изменения вязкости нефти, а также скорости

Об угле гашения в растворах полимеров при больших градиентах скорости

Получена двучленная асимптотика угла гашения в сдвиговом ламинарном потоке суспензии жестких эллипсоидальных частиц при больших градиентах скорости потока. Указано условие применимости ее старшего члена. Развит метод определения размеров коллоидных частиц (макромолекул полимеров) по значениям угла гашения, измеренным при малых и больших градиентах скорости потока. Метод продемонстрирован на примере определения размеров частиц анизалдазина в растворах по экспериментальным кривым зависимости угла гашения от градиента скорости.

Еще термины по предмету «Гидравлика»

Абсолютная шероховатость

средняя высота выступов (бугров) шероховатости.

Абсолютный покой жидкости

неподвижность жидкости относительно содержащего ее сосуда, когда сам сосуд не движется относительно земли.

Динамическое давление среды Рд

разность давлений, отбираемых в передней критической точке и на боковой поверхности цилиндрического отборного устройства; продольная ось отборного устройства параллельна направлению движения; передняя критическая точка имеет отверстие, измерительная плоскость которого перпендикулярна направлению движения, отверстие ориентировано навстречу потоку; динамическое давление среды является мерой ее инертности, это давление не входит в энергетический баланс среды, в уравнении закона сохранения энергии для сплошной среды оно не учитывается.

• Градиент
• Поперечный градиент скорости dV/dr
• Градиент неровноты
• Геометрический градиент
• Градиент осадков
• Градиент потенциала
• Климатологический градиент
• Автоконвективный градиент
• Барический градиент
• Вертикальный градиент
• Температурный градиент
• Градиент концентрации
• Градиент напряжения
• Градиент температуры
• Градиент цели
• Градиент эффекта
• Избежания градиент
• Приближения градиент
• Электрохимический градиент
• Градиент давления

Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!

1. Напиши термин
2. Выбери определение из предложенных или загрузи свое
3. Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины с помощью удобных и приятных карточек

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!