При перемещение твердого тела со скоростью за счет передачи количества движения молекулам газа возни
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Вязкость газов в вакуумной технике .
При перемещение твердого тела со скоростью за счет передачи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения
В области низкого вакуума весь газ между подвижной 2 и неподвижной 1 пластинами ( рис 1 ) можно разделить на слои толщиной , где – средняя длина свободного пути . Скорость движения каждого слоя различна и линейно зависит от расстояния между поверхностями переноса . В плоскости происходят столкновения молекул , вылетевших из плоскостей и . Причиной возникновения силы вязкостного трения является , то что движущиеся как единое целое отдельные слои газа имеют разную скорость , вследствие чего происходит перенос количества движения из одного слоя в другой .
Изменение количества движения в результате оного столкновения равно . Принимая , что в среднем в отрицательном и положительном направление оси в единицу времени единицу площади в плоскости пересекают молекул получим общее изменение количества движения в единицу времени для плоскости :
( 1 ) .
Сила трения по всей поверхности переноса , согласно второму закону Ньютона , определяется общим изменение количества движения в единицу времени :
( 2 ),
где – площадь поверхности переноса ; – коэффициент динамической вязкости газа :
( 3 )
Отношение называют коэффициентом кинематической вязкости
Более строгий вывод , в котором учтен закон распределения скоростей и длин свободного пути молекул , дает
,
что мало отличается от приближенного значения
Если в ( 3 ) подставить значения зависящих от давления переменных , то
. ( 7 )
Согласно полученному выражению , коэффициент динамической вязкости при низком вакууме не зависит от давления .
Температурную зависимость коэффициента вязкости можно определить . если подставить в ( 3 ) и соответственно из формул :
( 6 )
и
в формулу ( 3 ) . Отсюда имеем :
( 4 )
В соответствие с ( 4 ) зависит от , где изменяется от ½ при высоких температурах до при низких температурах при . Во всех случаях коэффициент динамической вязкости увеличивается при повышение температуры газа .
Значения коэффициентов динамической вязкости для некоторых газов при даны в таблице .
ТАБЛИЦА 1
|
Коэффициенты динамической вязкости |
||||||||||
|
Газ |
воздух |
|||||||||
|
0.88 |
1.90 |
1.10 |
2.10 |
3.00 |
1.75 |
1.70 |
2.02 |
1.40 |
1.70 |
Для двухкомпонентной смеси коэффициент динамической вязкости рассчитывается по формуле :
,
где ; ; ; ; и находят из формулы . Величина в этом случае зависит от состава газовой смеси .
В области высокого вакуума молекулы газа перемещаются между движущейся поверхностью и неподвижной стенкой без соударения . В этом случае силу трения можно рассчитать по уравнению :
( 5 )
Знак « – » в формуле ( 5 ) означает , что направление силы трения противоположно направлению переносной скорости .
Сила трения в области высокого вакуума пропорциональна молекулярной концентрации или давлению газа . Уравнение ( 5 ) с учетом ( 6 ) можно преобразовать к следующему виду :
, ( 9 )
откуда видно , что сила трения возрастает пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры .
В области среднего вакуума можно записать аппроксимирующее выражение . рассчитывая градиент переносной скорости в промежутке между поверхностями переноса по следующей формуле :
,
где – расстояние между поверхностями переноса . Тогда с учетом ( 7 ) сила трения в области среднего вакуума :
( 8 ).
Легко заметить , что в условиях низкого вакуума при формула ( 8 ) с ( 2 ) , а в условиях высокого вакуума при с (9) .
Зависимость от давления силы трения тонкой пластины площадью , движущейся в воздухе при со скоростью , при расстояние между поверхностями переноса показана на рис 2 .
Вязкость газов используется для измерения давлений в области среднего и высокого вакуума , однако вязкостные манометры не получили пока широкого применения из-за длительности регистрации давления . Гораздо шире явление вязкости используется в технологии получения вакуума . На этом принципе работают струйные эжекторные насосы , выпускаемые промышленностью для работы в области низкого вакуума .
Рис 1 . Расчетная схема для определения коэффициента вязкости в газах при низком давление в вакууме .
Рис 2 . Сила трения , возникающая при движении тонкой пластины в вакууме .
При , , , , .
Оглавление :
|
[1] Вязкость газов в вакуумной технике . [2] ТАБЛИЦА 1 [3] Рис 1 . Расчетная схема для определения коэффициента вязкости в газах при низком давление в вакууме . [4] Рис 2 . Сила трения , возникающая при движении тонкой пластины в вакууме . [5] Оглавление : [6] Используемая литература : |
Используемая литература :
Л.Н. Розанов . Вакуумная техника .
Москва « Высшая школа » 1990 .
{ by Slava KPSS} .
Дата создания : понедельник, 20 Мая 2002 г.
2. правовая наука; []Комплексная междисциплинарная наука; []Клиническая наука; []Социологическая наука; [
3. Средняя общеобразовательная школа 37 Г
4. Все полости ЦНС сообщаются друг с другом и заполнены цереброспинальной жидкостью ликвором стенки всех по
5. а тыс. человек- все население ~ 7129 городское ~ 4545 сельское ~ 2584 Плотность населения1 ~.
6. ТЕМА 7 Физиократы Узловые вопросы фирмы Концепция естественного порядка Ф
7. і Соны~ салдарынан к~біне денеден ~ан шы~атынын бай~аймыз
8. Банкротство предприятий и организаций
9. История государства и права России включает лекции семинарские занятия написание курсовых работ для студ
10. Итальянский театр эпохи Возрождения
11. Лабораторная работа 3 Цель работы Целью данной работы является изучение теоретич
12. Определить значение переменной s после выполнения следующих операторов- s - 0; i - 0; While i[5 Do Inci; s
13. Управление профессиональным развитием персонала
14. Охрана труда при проведении учебной практики
15. Мета і завдання індивідуальної роботиІндивідуальна робота з мікроекономіки є невід~ємною складовою части
16. Исследование феномена маргинальности в контексте современного российского общества1
17. Квалификация простого убийства
18. htm Габриэль Марсель Cм
19. Введение Необходимым условием качественного обновления общества является умножение его интеллектуально
20. Весь мир есть текст утверждает философская школа герменевтики2