wymagania2 bmp

warstw płynu (rys. 2.17). Przesuwanie takie wymaga pokonania oporu zwane-; go tarciem wewnętrznym.

Rys. 2.17. Ruch dwóch warstw płynu względem'? siebie

Warstwa poruszająca się szybciej działa na warstwę poruszającą się wolniej siłą /, skierowaną zgodnie ze zwrotem ruchu, a więc przyspieszającą, J natomiast warstwa poruszająca się wolniej hamuje ruch warstwy poruszającej-się szybciej. Siła /, z jaką działają na siebie te warstwy, jest proporcjonalna do powierzchni A ulegającej przesunięciu oraz do gradientu prędkości w kie- ^ runku prostopadłym do tej powierzchni (du/dx) (rys. 2.17).

du dx '

Współczynnik proporcjonalności rj nosi nazwę współczynnika lepkości dynamicznej (zwyczajowo używa się nieprecyzyjnie nazw - lepkość dynamiczna bądź wręcz tylko lepkość). Jednostką lepkości dynamicznej jest Pas; w praktyce korzysta się z jej podwielokrotności mPa-s*\ Oprócz lepkości dynamicznej stosuje się pojęcie lepkości kinematycznej v, zdefiniowanej wzorem

której jednostką jest m²

W praktyce stosuje się jej podwielokrotność

mm • s \

Zarówno sposób oddziaływania na siebie poruszających się warstw, jak i wartości lepkości różnią się znacznie od siebie w przypadku cieczy i gazów. Szczegółowe rozważania będą więc przeprowadzone odrębnie dla tych stanów skupienia.

Lepkość gazów

Na lepkość gazów decydujący wpływ mają zderzenia cząsteczek obu poruszających się warstw. Podczas przesuwania się warstwy gazu cząsteczki oprócz ruchu postępowego w kierunku przepływu wykonują również bezładne ;>

^ł> Dawniej używana jednostka lepkości dynamicznej — puaz (P = dyn • s • cm^-2), a jej najczęściej stosowana podwielokrotność — cP = mPa-s.

Dawniej używana jednostka lepkości kinematycznej - stokes (St 3 cm² - s^-1).

ruchy cieplne, w wyniku czego następują zderzenia z cząsteczkami w warstwie sąsiedniej, poruszającej się wolniej. Cząsteczki gazów w tej warstwie zwiększają wskutek zderzeń prędkość w kierunku ruchu, powodując jedno-; cześnie zmniejszanie prędkości warstwy „szybszej”. Na podstawie teorii kinetycznej gazów można wykazać, że dla gazu doskonałego współczynnik lepkości dynamicznej jest określony wzorem:

(2.26)

n = — mNu l, 2

gdzie: m — masa cząsteczki,

u — jej średnia prędkość,

/ — jej średnia droga swobodna,

N — liczba cząsteczek w jednostce objętości.

w postaci

Ponieważ iloczyn NI jest wielkością stałą, wzór (2.26) można zapisać

(2.26a)

T) = ku

gdzie: k — współczynnik proporcjonalności, stały dla danego gazu.

Ze wzoru (2.26a) wynika, że lepkość gazu nie zależy od ciśnienia. Wzór ten nie dotyczy bardzo małych (<0,1 hPa) oraz dużych wartości ciśnienia (gdy nie można traktować gazu jako doskonałego). Lepkość gazu doskonałego zależy natomiast od temperatury w taki sam sposób, jak zależna jest od niej średnia prędkość cząsteczek gazu u, a więc zgodnie z teorią kinetyczną gazów jest ona proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z temperatury

1 - JT.

Dla gazów rzeczywistych można stosować wzór Sutherlanda

je oddziaływania międzycząsteczkowe.

gdzie: A, B — stałe charakterystyczne dla danego gazu; stała B charakteryzu-

Lepkość cieczy

Decydujący wpływ na lepkość cieczy mają oddziaływania międzycząstecz-kowe. W związku z tym lepkość cieczy zmienia się inaczej w wyniku zmian temperatury i ciśnienia niż lepkość gazów. A.I. Baczyński podał równanie uzależniające lepkość cieczy jedynie od jej objętości molowej

(2.27)

i ciśnienia.

gdzie: c, a> — stałe zależne od rodzaju cieczy, a niezależne od temperatury

95