Что такое градиент скорости
Перейти к содержимому

Что такое градиент скорости

  • автор:

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.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Градец-Кралове (футбольный клуб)
  • Градиска-д’Изонцо

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

Физический смысл градиента скорости:

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.

= η (/dx)S

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.

Fтр = 6πηrυ

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.

По закону Стокса Fтр = 6πηrυ,

P = mg; m = pTV; P=pTVTg =4/3 πr 3 pTg

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

Q=(πR 4 dP)/(8ηdl)

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:

V1/t = πR 4 /8η1dl объём 1 жидкости

V2/t = πR 4 /8η2dl объем 2 жидкости

Найдём относительную вязкость, поделив 1 выражение на 2.

η21 = V1/V2 — формула Гагена-Пуазейля.

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:

η2 = η1V1

Преимущество и недостатки этого метода:

1. Позволяет измерять вязкость небольшого количества .жид­кости;

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:

υкр = (Rсеη)/pD

где η — вязкость жидкости, р — плотность, D — диаметр трубки. Безразмерная величина Rсе называется числом Рейнольдса. Для гладких трубок Rсе = 2300, для трубок с шероховатыми поверхнос­тями эта величина меньше.

Савельев И.В. Курс общей физики, том I

Главная цель книги — познакомить студентов прежде всего с основными идеями и методами физики. Особое внимание обращено на разъяснение смысли физических законов и на сознательное применение их. Несмотря на сравнительно небольшой объем, книга представляет собой серьезное руководство, обеспечивающее подготовку, достаточную для успешного усвоения в дальнейшем теоретической физики и других физических дисциплин.

Предисловие к четвертому изданию

При подготовке к настоящему изданию книга была значительно переработана. Написаны заново (полностью или частично) параграфы 7, 17, 18, 22, 27, 33, 36, 37, 40, 43, 68, 88. Существенные добавления или изменения сделаны в параграфах 2, 11, 81, 89, 104, 113.

Ранее, при подготовке ко второму и третьему изданиям были написаны заново параграфы 14, 73, 75. Существенные изменения или добавления были внесены в параграфы 109, 114, 133, 143.

Таким образом, по сравнению с первым изданием облик первого тома заметно изменился. Эти изменения отражают методический опыт, накопленный автором последние десять лет преподавания обшей физики в Московском инженерно-физическом институте.

Ноябрь 1969 г. И. Савельев

Из предисловия к четвертому изданию

Предлагаемая вниманию читателей книга представляет собой первый том учебного пособия по курсу общей физики для втузов. Автор в течение ряда лет преподавал общую физику в Московском инженерно-физическом институте. Естественно поэтому, что пособие он писал имея в виду прежде всего студентов инженерно-физических специальностей втузов.

При написании книги автор стремился познакомить учащихся с основными идеями и методами физической науки, научить их физически мыслить. Поэтому книга не является по своему характеру энциклопедичной, содержание в основном посвящено тому, чтобы разъяснить смысл физических законов и научить сознательно применять их. Не осведомленности читателя по максимально широкому кругу вопросов, а глубоких знаний фундаментальным основам физической пауки — вот что стремился добиться автор.

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ГРАДИЕНТ СКОРОСТИ ВЕТРА

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., представляющий собой разность векторов скорости ветра на границах выбранного слоя атмосферы.

Словарь ветров. — Ленинград: Гидрометеоиздат . Л.З. Прох . 1983 .

  • ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВЕТЕР
  • ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ВЕТРА

Смотреть что такое «ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ГРАДИЕНТ СКОРОСТИ ВЕТРА» в других словарях:

  • ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СДВИГ ВЕТРА — изменение вектора ветра с высотой. См. Вертикальный градиент скорости ветра … Словарь ветров
  • атмосферы циркуляция — Основными факторами, влияющими на формирование климата Земли, является солнечная радиация, циркуляция атмосферы и характер подстилающей поверхности. При их совместном влиянии формируется климат в различных районах земного шара. Количество… … Географическая энциклопедия
  • СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА — Солнце и обращающиеся вокруг него небесные тела 9 планет, более 63 спутников, четыре системы колец у планет гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В… … Энциклопедия Кольера
  • атмосферная турбулентность — атмосферная турбулентность — одно из характерных свойств атмосферы Земли, состоящее в беспорядочном изменении давления, температуры воздуха, скорости и направления ветра (см. Турбулентность). Турбулентный режим способствует тепло и… … Энциклопедия «Авиация»
  • атмосферная турбулентность — атмосферная турбулентность — одно из характерных свойств атмосферы Земли, состоящее в беспорядочном изменении давления, температуры воздуха, скорости и направления ветра (см. Турбулентность). Турбулентный режим способствует тепло и… … Энциклопедия «Авиация»
  • Тропический циклон — Иное название этого понятия «Ураган»; см. также другие значения. Ураган Иван над Гренадой 7 се … Википедия
  • МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ — Метеорология наука об атмосфере Земли. Климатология раздел метеорологии, изучающий динамику изменения средних характеристик атмосферы за какой либо период сезон, несколько лет, несколько десятков лет или за более длительный срок. Другими… … Энциклопедия Кольера
  • метеорология и климатология — Метеорология – наука об атмосфере Земли. Климатология – раздел метеорологии, изучающий динамику изменения средних характеристик атмосферы за какой либо период – сезон, несколько лет, несколько десятков лет или за более длительный срок. Другими… … Географическая энциклопедия
  • Циклон — I Циклон (от греч. kyklon кружащийся, вращающийся) атмосферное возмущение с пониженным давлением в центре и вихревым движением воздуха. Различают Ц. внетропические и тропические. Последние обладают особыми свойствами и возникают гораздо… … Большая советская энциклопедия
  • Атмосфера Венеры — Структура облаков в атмосфере Венеры, сфотографированная зондом «Пионер Венера 1» в 1979 г. Характерная форма облаков в виде буквы V вызвана сильными ветрами вблизи экватора … Википедия

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *