Рис. 6. Схема определения динамической вязкости
(18)
где:
F>тр сила трения пластинки о соседний слой жидкости (газа);
S – площадь пластинки, м>2
– градиент скорости в сек
>-1µ – коэффициент динамической вязкости [Па ⋅ c].
Динамическая вязкость воды при температуре 20>0С равна 1МПа с, вязкость воздуха равна 0,01821 МПа.
Вязкость жидкостей резко падает при повышении температуры, а вязкость воздуха и газов возрастает.
Кинематической вязкостью жидкости или газа называется соотношение динамической вязкости к плотности.
(19)
В качестве единицы кинематической вязкости применялся также стокс (ст) и сантистокс (сст) по соотношению:
Для измерения вязкости жидкости используют вискозиметры, например вискозиметр Энглера, который представляет собой цилиндрический сосуд, имеющий диаметр 106 мм (рис. 7). В днище сосуда выполнено отверстие диаметром 2,8 мм. Вязкость в градусах Энглера равна отношению
времени истечения 200 см>3 исследуемой жидкости к времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20>0С.
Рис. 7. Схема определения вязкости по Энглеру
Для пересчета “градусов Энглера” в “Стоксы” для минеральных масел применяют формулу Убеллоде:
(20)
Вязкость масел, применяемых в гидросистемах, лежит в пределах 10–30 >0 Е.
Вязкость масла следует учитывать при расчетах скорости пневмопривода, поскольку уплотнения штока и поршня перемещаются по смазанным поверхностям и возникают существенные усилия вязкостного трения, снижающие скорость их движения.
В следящих приводах вязкостное трение играет роль демпфера, снижающего опасность возникновения автоколебаний.
Сжимаемость газа
Сжимаемость – свойство рабочего тела изменять свой объем под действием приложенного давления.
Коэффициент объемного сжатия β равен:
(21)
Несмотря на то, что молекулы жидкости подвижны, заметно сжать жидкость можно только приложив к ней очень большое давление.
Для практических целей можно считать жидкости несжимаемыми.
Термодинамические процессы при постоянном объеме газа
Сжимаемость газов гораздо выше и зависит от давления, температуры и объема, занимаемых ими. Бойлем в 1662 г. в Англии и независимо от него в 1676 г. Мариоттом во Франции было установлено, что если газ занимал некоторый начальный объем V>о и имел давление Р>о, то после сжатия его до объема V>1 давление его, при условии, что температура газа не изменяется