Cialkoskrypt
3

24 1. Pojęcia podstawowe

Pojawienie się w opisie znaku dodatniego oznacza, że działające zawsze parami naprężenia styczne wewnątrz cieczy mają taką samą wartość, ale przeciwne znaki. Gdy rozpatrujemy układ sił działających na wyodrębniony element płynu, dogodniej jest stosować znak ujemny. Wówczas kierunek sił tarcia jest przeciwnie zwrócony do kierunku działania sił czynnych.

W układzie CGS jednostką współczynnika lepkości dynamicznej jest

1 puaz = lP = l—²—, cm-s

w układzie SI

iti£=i2Ł,

nr m-s

a w układzie MkPS

^kp-s _ ^inert m² m-s'

Współczynnik lepkości dynamicznej równa się 1 puaz, gdy do wzajemnego przesunięcia dwu warstw cieczy o powierzchni 1 cm², oddalonych od siebie o 1 cm i poruszających się z prędkością względną 1 cm/s, potrzebna jest siła równa 1 dynie. W praktyce wartości liczbowe współczynnika lepkości dynamicznej wyrażamy najczęściej w centypuazach:

1 centypuaz = 1 cP = 0,01 P.

Tabela 1.12. Jednostki współczynnika lepkości dynamicznej

Wielkość	Jednostki w układach			Inne	Równoważnik w odniesieniu do układu SI
	CGS	SI	MkPS	-	CGS	MkPS
Współczynnik lepkości dynamicznej	P = — cm-s	N-s kg m^2 m -s	kp-s nr	kp- h m^ł	KT^1

V = 1/g.

Współczynnik lepkości dynamicznej wody o temperaturze 20°C

ii = 0,01005 P = 1,005 cP = 0,001005= 1,02-10~⁴^.

m-s    m²

Wiadomo, że współczynnik lepkości dynamicznej cieczy maleje ze wzrostem temperatury, a współczynnik lepkości dynamicznej gazów zwiększa się ze wzrostem temperatury. Zjawisko to można wyjaśnić następująco. W miarę wzrostu temperatury gazu zwiększa się liczba zderzeń między jego cząsteczkami, a tym samym transport ilości ruchu wywołany tymi zderzeniami. Zjawisku przenoszenia pędu towarzyszy wzrost sił tarcia wewnętrznego stanowiącego istotę lepkości.

W cieczach decydującą rolę odgrywają siły przyciągania między sąsiednimi cząsteczkami. Ponieważ odległość między nimi wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, siły przyciągania maleją a tym samym maleje lepkość cieczy. Na ogół lepkość ^'

cieczy wzrasta w miarę zwiększania się ciśnienia, a przyrost wartości liczbowej współczynnika jest tym szybszy, im bardziej jest złożona budowa atomu cząsteczki. Wyjątek od tej zasady stanowi woda, która w temperaturze poniżej 32°C w miarę wzrostu ciśnie-

T

nia staje się bardziej płynna (mniej Rys. 1.8. Zmiana lepkości w funkcji temperatury lepka).

Zawiesistość. W zagadnieniach

ruchu cieczy dogodniej jest posługiwać się nie współczynnikiem lepkości dynamicznej, lecz jego stosunkiem do gęstości płynu:

P

znanym jako współczynnik lepkości kinematycznej lub współczynnik zawiesistości. W układzie CGS jednostką współczynnika lepkości kinematycznej jest

1 stokes = lSt = 1

cm

2

s

W praktyce wartości liczbowe współczynnika lepkości kinematycznej wyraża się najczęściej w centystokesach. W układzie technicznym jednostek miar wyrażany jest on w metrach kwadratowych na sekundę:

s

Aby otrzymać wartość współczynnika lepkości kinematycznej w jednostkach układu MkPS, należy podzielić wartość współczynnika V wyrażanego w centystokesach przez 10^s. Współczynnik zawiesistości wody o temperaturze 15°C

v = 1,1414 cSt = 1,1414-KT⁶ —

2

S

Zależność współczynnika zawiesistości cieczy od temperatury określają formuły empiryczne o postaci:

dla wody