Co decyduje o lepkości płynu?

Lepkość płynu odnosi się do tego, jak łatwo porusza się pod wpływem stresu. Płyn o wysokiej lepkości będzie się poruszał mniej łatwo niż płyn o niskiej lepkości. Termin płyn odnosi się do cieczy i gazów, które mają lepkość. Dokładne przewidywanie i pomiary zachowania się płynu w ruchu są niezbędne w projektowaniu wydajnych instalacji przemysłowych i aparatury.

Płyn w ruchu przylega do powierzchni naczynia, przez które przepływa. Oznacza to, że prędkość płynu na ściance rury lub pojemnika musi wynosić zero. Prędkość płynu wzrasta od powierzchni naczynia, więc płyn faktycznie przemieszcza się przez naczynie warstwami. Odkształcenie tego płynu nazywa się ścinaniem: płyn jest ścinany, gdy przechodzi przez twardą powierzchnię. Odporność na to ścinanie z wnętrza płynu nazywana jest lepkością.

Lepkość jest spowodowana tarciem w płynie. Jest to wynik sił międzycząsteczkowych między cząsteczkami w płynie. Te siły międzycząsteczkowe opierają się ruchowi ścinającemu płynu, a lepkość płynu jest wprost proporcjonalna do siły tych sił. Ponieważ ciecz jest bardziej uporządkowana niż gaz, wynika z tego, że lepkość dowolnej cieczy musi być znacznie wyższa niż lepkość dowolnego gazu.

instagram story viewer

Każdy płyn ma swoją specyficzną lepkość, a jej miarę nazywa się współczynnikiem lepkości, oznaczanym grecką literą mu. Współczynnik jest wprost proporcjonalny do wielkości naprężenia wymaganego do ścinania płynu. Lepki płyn wymaga dużego naprężenia lub nacisku, aby się poruszać; ma to uzasadnienie, ponieważ gęsty płyn odkształca się mniej łatwo niż płyn rzadki. Inną miarą lepkości jest różnica prędkości płynu między krawędzią styku (gdzie jest zero) a środkiem. Ten gradient prędkości jest mały dla lepkich płynów, co oznacza, że ​​prędkość nie jest dużo większa w środku niż na jego krawędzi.

Ponieważ lepkość wynika z interakcji międzycząsteczkowych, więc ciepło ma wpływ na tę właściwość, biorąc pod uwagę, że ciepło jest wynikiem energii kinetycznej cząsteczek w płynie. Jednak ciepło ma bardzo różny wpływ na ciecze i gazy. Podgrzanie cieczy powoduje większą separację jej cząsteczek, co oznacza osłabienie sił między nimi. W konsekwencji lepkość cieczy zmniejsza się po jej podgrzaniu. Ogrzewanie gazu powoduje odwrotność. Szybciej poruszające się cząsteczki gazu będą się częściej ze sobą zderzać, prowadząc do wzrostu lepkości.

Teachs.ru
  • Dzielić
instagram viewer