Что такое градиент скорости в физике

28.10.202314.04.2022 admin 0 Comments

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.

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

Источник

Градиент скорости это физика

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10072 – | 7513 – или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

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.

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.

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.

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 4 , dP/dl и обратно пропорционален η, коэффициент пропорциональности в системе СИ равен π/8.

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:

Найдём относительную вязкость, поделив 1 выражение на 2.

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:

Преимущество и недостатки этого метода:

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:

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.

Источник

градиент скорости

градиент скорости
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

Смотреть что такое «градиент скорости» в других словарях:

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,… … Википедия

Источник

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 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]

Источник

Градиент скорости

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

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

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

В 1851 Джордж Стокс получил выражение для силы трения (также называемой силой лобового сопротивления), действующей на сферические объекты с очень маленькими числами Рейнольдса (например, очень маленькие частицы) в непрерывной вязкой жидкости, решая уравнение Навье — Стокса:

· — сила трения, так же называемая силой Стокса,

· — радиус сферического объекта,

· — динамическая вязкость жидкости,

· — скорость частицы.

Если частицы падают в вязкой жидкости под действием собственного веса, то установившаяся скорость достигается, когда эта сила трения совместно с силой Архимеда точно уравновешиваются силой гравитации. Хотя в классической формулировке закон Архимеда выполняется только в статическом случае, а не для движущихся тел, в данном случае выражение для силы Архимеда сохраняет традиционный вид. Результирующая скорость равна

· V_s — установившаяся скорость частицы (м/с) (частица движется вниз если , и вверх в случае ),

· — радиус Стокса частицы (м),

· g — ускорение свободного падения (м/с²),

· — динамическая вязкость жидкости (Па с).

Закон Архимеда формулируется следующим образом [1] : на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объёме тела. Сила называется силой Архимеда:

где — плотность жидкости (газа), — ускорение свободного падения, а — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плавает на поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена кцентру тяжести этого объёма.

Тело плавает, если сила Архимеда уравновешивает силу тяжести тела.

Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.

Что касается тела, которое находится в газе, например в воздухе, то для нахождения подъёмной силы нужно заменить плотность жидкости на плотность газа. Например, шарик с гелием летит вверх из-за того, что плотность гелия меньше, чем плотность воздуха.

Закон Архимеда можно объяснить при помощи разности гидростатических давлений на примере прямоугольного тела.

где P_A, P_B — давления в точках A и B, ρ — плотность жидкости, h — разница уровней между точками A и B, S — площадь горизонтального поперечного сечения тела, V — объём погружённой части тела.

В теоретической физике также применяют закон Архимеда в интегральной форме:

где — площадь поверхности, — давление в произвольной точке, интегрирование производится по всей поверхности тела.

В отсутствие гравитационного поля, то есть в состоянии невесомости, закон Архимеда не работает. Космонавты с этим явлением знакомы достаточно хорошо. В частности, в невесомости отсутствует явление (естественной) конвекции, поэтому, например, воздушное охлаждение и вентиляция жилых отсеков космических аппаратов производятся принудительно, вентиляторами.

На шарик, падающий в исследуемой жидкости, действуют три силы: сила тяжести, подъемная сила и сила сопротивления.
Если шарик медленно падает в безграничной среде, не оставляя за собой завихрений, то, как показал Стокс, сила сопротивления равна:
,
где — коэффициент внутреннего трения,
— скорость шарика,
— его радиус.

Дата добавления: 2014-12-20 ; просмотров: 18 | Нарушение авторских прав

Источник

Сайт aromolux.ru

Что такое градиент скорости в физике

Градиент скорости

Градиент скорости

Смотреть что такое «Градиент скорости» в других словарях:

Градиент скорости это физика

градиент скорости

Тематики

Смотреть что такое «градиент скорости» в других словарях:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Градиент скорости

Добавить комментарий Отменить ответ

Градиент скорости

Градиент скорости

Смотреть что такое «Градиент скорости» в других словарях:

Градиент скорости это физика

градиент скорости

Тематики

Смотреть что такое «градиент скорости» в других словарях:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Градиент скорости

Вам также понравится

Что такое дородовые выплаты

Что такое отгул по трудовому законодательству как оплачивается

Что такое папка передвижка

Добавить комментарий Отменить ответ