ТРИЗ-задание 12. Диффузия в науке, в технике и быту
Используя ключевое слово «диффузионный(-ая, -ое)», найдите в Интернете информацию для изучения технических устройств и технологий с использованием диффузии. А что такое «диффузия инноваций»? Внутреннее трение
Явлением внутреннего трения (вязкостью) называется возникновение сил трения между слоями жидкости или газа, движущимися друг относительно друга параллельно и с разными по величине скоростями. Например, при ламинарном течении скорость жидкости или газа в трубе изменяется по параболическому закону: скорость максимальна в центре трубы и равна нулю у стенок (рис. 18). Рассмотрим границу раздела двух соседних слоёв газа (жидкости), движущихся с разными скоростями (рис. 19). Более быстрый слой стремится увлечь за собой более медленный слой, действуя на него с силой F1, направленной по течению. Более медленный слой одновременно стремится замедлить движение более быстрого слоя, действуя на него с силой F2. Причиной вязкости является наложение двух движений: упорядоченного движения слоёв газа (жидкости) с различными скоростями и теплового движения молекул. При этом молекулы в своём тепловом движении, переходя из слоя в слой, имеют разные скорости упорядоченного движения, и происходит перенос импульса упорядоченного движения молекул (рис. 20). Ось z на рис. 20 указывает направление потока импульса.
, (34)
Наряду с динамической вязкостью используется также кинематическая вязкость n, определяемая как отношение динамической вязкости к плотности среды: n = h/r. Учитывая второй закон Ньютона (dP/dt = F), формулу (34) можно представить в другом виде, как поток импульса dР через площадку dS: . (35) Знак «минус» в формуле (35) обусловлен тем, что импульс передается в направлении убывания скорости (градиент скорости отрицателен). Если известна плотность газа r, то из молекулярно-кинетической теории можно найти, что коэффициент вязкости газа определяется выражением . (36) Расчет вязкости для жидкости очень сложен, так как движение молекул в жидкости происходит за счет «перескоков» молекул из одного «оседлого» положения в другое. Динамическая вязкость достаточно хорошо описывается формулой вида , где А и b – эмпирические постоянные, определяемые свойствами жидкости, Т – температура. Динамическая вязкость жидкостей резко уменьшается с повышением температуры (а у газов увеличивается). Динамическая вязкость обычных, не очень вязких жидкостей (вода, бензин) имеет порядок 10 -3 Па×с. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|