Основные свойства реальных жидкостей

Сжимаемость

При сжатии реальные жидкости незначительно уменьшаются в объёме. Свойство жидкостей изменять объём при изменении давления характеризуется коэффициентом объёмного сжатия , представляющим собой относительное изменение объёма жидкости W при изменении давления p на единицу

,

 где W - первоначальный объём жидкости, ,  - изменение объёма W при увеличении давления на величину .

Модулем объёмной упругости жидкости  называется величина, обратная коэффициенту объёмного сжатия .

Для воды при атмосферном давлении он составляет около 2000 МПа.

          При повышении давления на 0.1 МПа объём воды уменьшается всего лишь на  первоначального объёма.

          Коэффициент объёмного сжатия для других капельных жидкостей такого же порядка, поэтому в большинстве случаев сжимаемостью капельных жидкостей можно пренебречь.

Температурное расширение

Это свойство жидкостей изменять свой объём. Характеризуется коэффициентом температурного расширения  , представляющим собой относительное изменение объёма жидкости W при изменении температуры t на 1 С и постоянном давлении

.

          Коэффициент температурного расширения . при t = 20 С и давлении 105Па для некоторых жидкостей приведены в таблице 3.

Таблиця 3                    

Вязкость

          Вязкость - это способность жидкости оказывать сопротивление скольжению одного слоя относительно другого. Силы, возникающие при скольжении слоёв, называют силами внутреннего трения или силами вязкости. Появление их обусловлено наличием межмолекулярных связей между движущимися слоями. Вязкость характеризует степень подвижности частиц жидкости или текучести.

          Согласно гипотезе, высказанной впервые Ньютоном в 1686 году, а затем экспериментально обоснованной профессором Н.И.Петровым в 1863 году, силы внутреннего трения, возникающие между соседними движущимися слоями жидкости, прямо пропорциональны градиенту скорости, площади трущихся слоёв и зависит от свойств жидкости, т.е.

или

,

          где Т - сила трения, S - площадь поверхности трущихся слоёв, m - динамический коэффициент вязкости, t - касательное напряжение,   - градиент скорости.

          Из соотношения для силы трения можно определить динамическую вязкость

.

          В гидравлических расчётах часто используется кинематическая вязкость, равная отношению динамической вязкости  к плотности  жидкости:

.

          Вязкость жидкостей зависит от температуры. С увеличением температуры вязкость капельной жидкости уменьшается, а вязкость газов, наоборот, возрастает.

          Кинематическая вязкость воды при разных температурах приведена в таблице 4.

Таблиця 4           

Вязкость жидкостей измеряют с помощью приборов - вискозиметров.

Для неньютоновских (бингемовских) жидкостей соотношение между касательными напряжениями и градиентом скорости имеет вид

  ,

где  - касательное напряжение в состоянии покоя.

          Движение вязкопластических жидкостей начинается лишь после того, как внешней силой преодолено сопротивление сдвига .