Что такое касательное напряжение трения

Закон вязкости Ньютона

Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона — математическое выражение, связывающее касательное напряжение внутреннего трения (вязкость) и изменение скорости среды в пространстве (скорость деформации) для текучих тел (жидкостей и газов):

Закон Ньютона может быть получен аналитически приёмами физической кинетики, где вязкость рассматривается обычно одновременно с теплопроводностью и соответствующим законом Фурье для теплопроводности. В кинетической теории газов коэффициент внутреннего трения вычисляется по формуле

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Закон вязкости Ньютона» в других словарях:

Ньютона законы — Классическая механика Второй закон Ньютона История… Фундаментальные понятия Пространство · Время · … Википедия

НЬЮТОНА ЗАКОН ТРЕНИЯ — в гидромеханике эмпирич. ф ла, выражающая пропорциональность напряжения трения междудвумя слоями прямолинейно движущейся вязкой жидкости относительной скоростискольжения этих слоев, т. е. отнесённому к единице длины изменению скоростипо нормали к … Физическая энциклопедия

Законы Ньютона — Классическая механика … Википедия

Список объектов, названных в честь Исаака Ньютона — Существует несколько математических и физических объектов, названных в честь Исаака Ньютона: Содержание 1 Теоремы 2 Законы 3 Уравнения 4 … Википедия

Коэффициент вязкости — Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса … Википедия

Список объектов — Список объектов, названных в честь Исаака Ньютона Существует несколько математических и физических объектов, названных в честь Исаака Ньютона: Содержание 1 Теоремы 2 Законы 3 Уравнения … Википедия

Физическая кинетика — (др. греч. κίνησις движение) микроскопическая теория процессов в неравновесных средах. В кинетике методами квантовой или классической статистической физики изучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в различных… … Википедия

Кинетика физическая — Физическая кинетика (др. греч. κίνησις движение) микроскопическая теория процессов в неравновесных средах. В кинетике методами квантовой или классической статистической физики изучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в… … Википедия

Лобовое сопротивление (аэродинамика) — Четыре силы, действующие на самолёт Лобовое сопротивление сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивления складывается из двух типов сил: сил касательного (тангенциального) трения, направленных вдоль поверхности … Википедия

Лобовое сопротивление — Для термина «Сопротивление» см. другие значения. Четыре силы, действующие на самолёт Лобовое сопротивление сила, препятствующая движению тел в жидкостях … Википедия

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Касательное напряжение — трение

Касательное напряжение трения s при изотермическом течении несжимаемой жидкости остается постоянным по длине трубы. [1]

Касательные напряжения трения на стенке канала представляют интерес при установлении законов трения, расчете профиля скоростей в области пристенного течения, а также вычислении отдельных составляющих гидравлических потерь в канале. В некоторых случаях при экспериментальном исследовании эти характеристики можно определить, используя универсальные закономерности для области пристенного течения, полученные в гл. [2]

Касательное напряжение трения определяется из уравнения ( 4 — 44) путем решения несложного уравнения четвертой степени. [3]

Сила касательного напряжения трения , приложенная к боковой поверхности элемента площадью nd dx, равна snd dx, где s — касательное напряжение трения на единице поверхности стенки. [4]

Вычислим величину касательного напряжения трения на стенке. [6]

Твейтса оцениваются значения касательного напряжения трения . [7]

Fn / S — касательное напряжение трения , Н / м2; dw / dn — градиент скорости движения слоев в направлении п, поперечном направлению вектора скорости w; jx — коэффициент вязкого трения жидкости — свойство текучего вещества, вызывающее появление касательного напряжения между смежными слоями, движущимися с различной скоростью. [8]

На рис 1.7 показаны касательные напряжения трения GVX и стгд. Айв точках с приращениями координат, действующие на грани параллелепипеда только вдоль оси х; таких напряжений четыре, и на рисунке их направления показаны для случая, когда величины компонент скорости движения вдоль оси х вне элементарного объема в направлениях у и z возрастают. [10]

Распределение вдоль плоского ламинарного пограничного слоя касательного напряжения трения на стенке имеет в точке отрыва алгебраическую особенность. [11]

Распределение вдоль плоского ламинарного пограничного слоя касательного напряжения трения на стенке имеет в точке отрыва алгебраическую особенность. [12]

Покажем, как меняется вдоль поверхности тела касательное напряжение трения . [13]

FI — нормальные напряжения одностороннего сжатия и касательные напряжения трения слоя ; т — предельное напряжение сцепления частиц; фвн, ф — угол внутреннего трения и полный угол внутреннего трения, соответствующий полным силам трения покоя. [14]

FT — нормальные напряжения одностороннего сжатия и касательные напряжения трения слоя ; т — предельное напряжение сцепления частиц; фвн, pt — угол внутреннего трения и полный угол внутреннего трения, соответствующий полным силам трения покоя. [15]

Источник

КАСАТЕЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ

2015-10-22
1990

Касательные напряжения, возникающие в турбулентном потоке, по своей физической природе существенно отличаются от касательных напряжений в ламинарном потоке. В результате интенсивного перемешивания частиц происходит массообмен частицами в поперечном направлении между отдельными слоями, что приводит к обмену количеством движения.

Определим касательные напряжения, возникающие в турбулентном потоке вдоль оси х, в котором имеются пульсации скоростей, приняв струйчатую модель движения (рис. 4.9). Выделим в потоке жидкости два слоя: первый слой — движения со скоростью , второй — с большей скоростью на величину , т.е. .

Рис. 4.9. К определению касательных турбулентных напряжений

За счет поперечной пульсационной скорости происходит обмен массами между слоями через некоторую площадь . За время dt через площадь от слоя 1 к слою 2 пройдет следующая малая масса жидкости:

Эта масса жидкости за счет продольной пульсации передаст слою 2 следующее количество движения:

В результате передачи количества движения в слое 2 возникает импульс силы

где — воображаемая сила трения, вектор которой параллелен направлению движения слоев.

Используя теорему количества движения (изменение количества движения равно импульсу движущих сил), получим

где — касательные напряжения в турбулентном потоке.

Уравнение выражает мгновенное значение касательных напряжений, обусловленных пульсацией скорости при турбулентном движении.

Осредненные касательные напряжения турбулентного трения представляются в виде

где , — осредненные пульсационные составляющие.

В турбулентном потоке имеют место вязкостные напряжения, связанные с силами внутреннего трения в результате сцепления частиц в потоке, а также со стенками русла. Полные касательные напряжения в результате турбулентного перемешивания и вязкостного трения

где — динамическая вязкость.

Согласно теории Прандтля пульсационные скорости и достаточно близки ( ), а пульсационная осредненная составляющая

где l — значение перемещения частиц или длина пути смешивания.

Тогда, подставив (4.81) в (4.78), получим формулу турбулентных касательных напряжений:

Согласно гипотезе Прандтля величина принимается пропорциональной расстоянию в рассматриваемой точке z от стенки русла потока, т.е.

где a — некоторое постоянное число.

По Прандтлю следует, что по мере удаления от стенки значение перемещений частиц жидкости в поперечном направлении увеличивается. Число а обычно называют универсальной постоянной Прандтля.

В результате исследований турбулентного потока в трубах, связанных с распределением скоростей, Никурадзе получил a=0,4.

По предложению Буссинеска турбулентные касательные напряжения по аналогии с законом Ньютона можно представить в виде

где А — коэффициент турбулентного перемешивания, связанный с переносом количества движения в результате интенсивности турбулентного перемешивания.

Учитывая равенства для (4.82) и (4.84),

По аналогии с законом трения Ньютона обозначим , где — динамическая виртуальная (турбулентная) вязкость.

Выражение (4.82) может быть представлено в следующем виде:

При сильно турбулизированном потоке вязкостные напряжения пренебрежительно малы, и тогда касательные напряжения

Источник