1-mavzu. Kirish. Suyuqlik haqida umumiy tushuncha. Suyuqliklarning fizik xossalari. Suyuqlikka ta’sir etuvchi kuchlar

Suyuqlikning qovushqoqligi

Qovushqoqlik – bu qo‘shimcha tashqi kuchlar ta’sirida suyuqlikning ayrim zarrachalari yoki qatlamlariga nisbiy ko‘chishiga (siljishiga) qarshilik ko‘rsatuvchi real suyuqlik xossasiga aytiladi.

SHartli ravishda alohida qatlamlardan iborat bo‘lgan suyuqlik oqimini ko‘rib chiqamiz (1.1-rasm). Koordinata o‘qlarini to‘g‘ri burchak tizimida belgilab olamiz. Abssissa o‘qi bo‘yicha V qatlamdagi suyuqlik zarrachalarining tezligini, ordinata o‘qi bo‘yicha esa y qatlamlari orasidagi masofani qo‘yamiz.

Agar V o‘q hovuz tubida bo‘lsa, u holda tezlik 0 nuqtada nolga teng bo‘ladi. Suyuqliklar qatlamlari har xil tezliklar bilan harakat qiladi. Qatlamlar tezliklari parabolik egri ko‘rinishida o‘zgaradi.

YOpishqoq suyuqliklar oqimida suyuqlik qatlamlari orasidagi siljishlar sodir bo‘ladi, natijada urinma kuchlanishlar (ishqalanish kuchlanishi) vujudga keladi.

Siljishning solishtirma kuchi – bu yuza birligiga to‘g‘ri keladigan suyuqliklar orasidagi ichki ishqalanish kuchiga aytiladi.

1.1-rasm. Qattiq devor bo‘ylab yopishqoq suyuqliklarning oqimi

Ushbu g‘oyani 1686 yilda I. Nyuton aytib o‘tgan va shunga muvofiq siljishning solishtirma kuchi (suyuqlikdagi urinma kuchlanish ) ko‘ndalang tezlik gradientiga to‘g‘ri proporsional va suyuqlik turiga bog‘liqligini 1883 yilda prof. N.P. Petrov tomonidan eksperiment orqali asoslangan.

SHunday qilib, (Nyutonning yopishqoq siljishi qonuni) quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi

	V			(1.12)
	y
bu erda– dinamik qovushqoq koeffitsenti;			V	– tezlik gradienti. Tezlik
			y

gradienti y o‘qi yo‘nalishi qatlamlari orasidagi uzunlik birligiga to‘g‘ri keladigan tezlik o‘zgaruvchisi bilan xarakterlanadi.

Tezlik gradienti berilgan nuqtadagi suyuqliklar qatlamlari intensiv siljishini ko‘rsatadi.

Suyuqlik qatlamlari bilan ishqalanish kuchi orasidagi bog‘lanish quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi

T S S	V	(1.13)

y

bu erda S – qatlamlarning kesuvchi yuzasi.
ning o‘lchov birliklari: SI – N·k/m², SGS – din·k/sm², MKGSS – kg·k/m².

Suyuqlikning dinamik qovushqoqlik koeffitsienti doimiy haroratda, doimiy qiymatni saqlagan holda faqat uning haroratiga bog‘liq va u Puazeyl taqdim etgan empirik formula bo‘yicha aniqlanadi:

0 (1 0,0337t 0,000221t ^2 ) ^1

(1.14)

bu erda ₀ – t 0⁰ C dagi suvning dinamik qovushqoqlik koeffitsienti; t – ⁰S dagi suvning harorati.

Xususan, tez-tez amaliyotda dinamik qovushqoqlik koeffitsienti emas, aksincha, kinematik qovushqoqlik koeffitsienti deb nomlangan uning suyuqlik zichligiga nisbatidan foydalaniladi.

Kinematik qovushqoqlik koeffitsienti – bu dinamik qovushqoqlik koeffitsientini suyuqlik zichligiga nisbatiga aytiladi:

		(1.15)

Kinematik qovushqoqlik koeffitsientining o‘lchov birliklari: SI – m²/s, SGS – sm²/s = 1 St (stoks).

Stoks – katta kattalik hisoblanadi. Amaliyotda yuzdan biri – santistoksdan: 1 sSt = 10^-2 St foydalaniladi.

Suyuqlikning ma’lum haroratida (odatda +50⁰S da) qovushqoq qiymatlari, jadvallarda keltiriladi. Tomchilovchi suyuqliklar qovushqoqligi suyuqlik turi, bosim va haroratiga bog‘liq. Qovushqoq haroratga shu darajada bog‘liqki, harorat oshishi bilan qovushqoqlik kamayadi.

Faqat bosimning katta o‘zgarishi nisbatiga qarab qovushqoqlikni bosimga jiddiy bog‘liqligini ko‘rsatadi.

Qovushqoqlik indeksi harorat o‘zgarishida suyuqlik qovushqoqligini doimiylik darajasini xarakterlaydi. Qovushqoqlik indeksi qancha yuqori bo‘lsa, shuncha qovushqoqlikni haroratga bog‘liqligi egri qiyalik hisoblanadi (1.2-rasm). Ishchi haroratning hamma intervalida doimiy qovushqoqlikga ega bo‘lgan suyuqlik eng yaxshi suyuqlik hisoblanadi.

1.2-rasm. Kinematik qovushqoqlik koeffitsientini haroratga bog‘liqligi

Qovushqoqlik indeksi (QI) tadqiqot qilinayotgan moy egri (t) chizig‘i bilan t 100⁰ C da ₁₀₀ bir xil qovushqoqlikga ega ikkita etallon moylari _{1 1} (t) ,

_{2 2} (t) chiziqlari orasida aniqlanadi. Ushbu moylardan birinchisida (1 egri) qiyalik xarakteristikasi mavjud va shartli ravishda QI=100 bo‘ladi, ikkinchisida esa

(2 egri) tik xarakteristikasi mavjud va shartli ravishda QI=0 bo‘ladi. Amaliyotda QI nomogramma bo‘yicha aniqlanadi.
Suyuqliklar qovushqoqligi viskozimetrlar yordamida tajriba yo‘li bilan o‘lchanadi. Eng ko‘p tarqalganlaridan biri Engler viskozimetri hisoblanadi (1.3-rasm) va u tubda o‘rnatilgan qisqa quvur d=2,8 mm bo‘lgan d=106 mm silindr idishdan iborat.

Englerning shartli gradusidagi suyuqlikning qovushqoqligini bilgan holda kinematik qovushqoqlik koeffitsientini sm²/sek da o‘tish uchun Ubbelode empirik formulasi bo‘yicha aniqlanadi:

0,0731^0 Е	0,0631		(1.16)
	0 Е

bu erda ⁰ Е – Englerning shartli gradus soni.

1.3-rasm. Engler viskozimetrining umumiy sxemasi

Viskozimetrdagi tekshirilayotgan suyuqlikni 200 sm³ to‘lish vaqti t , t_сув

vaqtga bo‘lingan og‘irlik kuchi ta’sirida shu quvur orqali disstillangan suvning hajmi 20⁰S dagi to‘lishidagi qovushqoqlik Engler gradusida ifodalandi:

^0E	t	(1.17)
	^tсув

bu erda t_сув 51,6 s.