Градиент скорости в чем измеряется
Градиент скорости
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.
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
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Градиент скорости в узком пространстве между шариком и трубкой может достигать 104 сек. Далее авторы описывают торпедо-вискозиметр ( несколько похожий на прибор Лавачека:), в котором тело вращения удлиненной формы снабжено сверху стержнем с площадкой, на которую помещается груз. Посредством этого груза тело перемещается вниз в трубке несколько большего диаметра, наполненной испытуемым веществом. Все эти приборы требуют градуировки, и едва ли их целесообразно применять для таких аномальных дисперсных систем, как лаки и краски. [3]
Градиент скорости на свободной поверхности потока считается величиной постоянной и отличной от нуля. [4]
Градиент скорости представляет собой изменение скорости в направлении, перпендикулярном к направлению скорости ( рис. 15), рассчитанное на единицу расстояния между слоями. [6]
Градиент скорости является векторной величиной, направленной в сторону возрастания скорости. [7]
Градиент скорости при установившемся турбулентном движении вблизи стенки возрастает, а распределение скоростей в средней части живого сечения становится тем равномернее, чем больше критерий Re. [8]
Градиент скорости и напряжение сдвига не являются постоянными величинами в радиальном направлении. [10]
Градиент скорости характеризуют также средней величиной скорости сдвига по поперечному сечению капилляра. [11]
Градиент скорости измеряется вдоль по нормали к направлению течения потока. [12]
Градиент скорости в данной точке есть вектор, направленный в сторону наиболее быстрого возрастания скорости. [13]
Градиент скорости в турбулентных потоках может достигать очень больших величин. [14]
Градиент скорости будет равен единице в том случае, если при расстоянии между слоями жидкости, равном 1 м, разность скоростей течения составляет 1 м / сек. [15]
Градиент скорости
В вязкой жидкости существует перепад скоростей ее движущихся слоев вдоль оси Z, перпендикулярнойнаправлению движения жидкости.
Количественно величина различий в скорости движения слоев жидкости характеризуется градиентомскорости dv/dx, называемым также скоростью сдвига.
Значение градиента скорости жидкости, текущей по трубе, так же как и величина скорости, изменяется отстенок к центру. Однако,если скорость минимальна у стенок и максимальна в центре, то значениеградиента, наоборот, максимально у стенок и минимально вблизи центра.
В 1851 Джордж Стокс получил выражение для силы трения (также называемой силой лобового сопротивления), действующей на сферические объекты с очень маленькими числами Рейнольдса (например, очень маленькие частицы) в непрерывной вязкой жидкости, решая уравнение Навье — Стокса:
· 
— сила трения, так же называемая силой Стокса,
· 
— радиус сферического объекта,
· 
— динамическая вязкость жидкости,
· 
— скорость частицы.
Если частицы падают в вязкой жидкости под действием собственного веса, то установившаяся скорость достигается, когда эта сила трения совместно с силой Архимеда точно уравновешиваются силой гравитации. Хотя в классической формулировке закон Архимеда выполняется только в статическом случае, а не для движущихся тел, в данном случае выражение для силы Архимеда сохраняет традиционный вид. Результирующая скорость равна
· Vs — установившаяся скорость частицы (м/с) (частица движется вниз если 
, и вверх в случае 
),
· — радиус Стокса частицы (м),
· g — ускорение свободного падения (м/с²),
· — динамическая вязкость жидкости (Па с).
Закон Архимеда формулируется следующим образом [1] : на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объёме тела. Сила называется силой Архимеда:
где 
— плотность жидкости (газа), 
— ускорение свободного падения, а 
— объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плавает на поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена кцентру тяжести этого объёма.
Тело плавает, если сила Архимеда уравновешивает силу тяжести тела.
Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.
Что касается тела, которое находится в газе, например в воздухе, то для нахождения подъёмной силы нужно заменить плотность жидкости на плотность газа. Например, шарик с гелием летит вверх из-за того, что плотность гелия меньше, чем плотность воздуха.
Закон Архимеда можно объяснить при помощи разности гидростатических давлений на примере прямоугольного тела.
где PA, PB — давления в точках A и B, ρ — плотность жидкости, h — разница уровней между точками A и B, S — площадь горизонтального поперечного сечения тела, V — объём погружённой части тела.
В теоретической физике также применяют закон Архимеда в интегральной форме:
,
где 
— площадь поверхности, 
— давление в произвольной точке, интегрирование производится по всей поверхности тела.
В отсутствие гравитационного поля, то есть в состоянии невесомости, закон Архимеда не работает. Космонавты с этим явлением знакомы достаточно хорошо. В частности, в невесомости отсутствует явление (естественной) конвекции, поэтому, например, воздушное охлаждение и вентиляция жилых отсеков космических аппаратов производятся принудительно, вентиляторами.
На шарик, падающий в исследуемой жидкости, действуют три силы: сила тяжести, подъемная сила и сила сопротивления.
Если шарик медленно падает в безграничной среде, не оставляя за собой завихрений, то, как показал Стокс, сила сопротивления равна:
,
где 
— коэффициент внутреннего трения,
— скорость шарика,
— его радиус.
Дата добавления: 2014-12-20 ; просмотров: 18 | Нарушение авторских прав
Градиент ветра
Градиент ветра — градиент скорости и направления ветра в случаях, когда они значительно изменяются на относительно небольшом участке в атмосфере. Градиент ветра обычно раскладывают на горизонтальную и вертикальную компоненты, из которых горизонтальная как правило более значительная в районе атмосферных фронтов, а вертикальная — у поверхности Земли, хотя обе могут быть значительными и на больших высотах в районе высотных струйных течений и высотных фронтальных зон.
Градиент ветра является микрометеорологическим явлением, которое существует только на небольших расстояниях, но он может быть связан с процессами на мезо- или синоптической шкале. В частности, он часто связан с такими явлениями как линия шквала, вызванные грозами микропорывы, движение фронтов, низкоуровневые струйные течения, районы сильных местных ветров, прохождение ветров у гор, строений, ветрогенераторов.
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Градиент ветра» в других словарях:
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
градиент — а; м. [от лат. gradiens (gradientis) шагающий] Спец. Мера возрастания или убывания в пространстве какой л. физической величины при перемещении на единицу длины. Температурный г. Г. влажности. Г. скорости ветра. ◁ Градиентный, ая, ое. * * *… … Энциклопедический словарь
ГРАДИЕНТ ДАВЛЕНИЯ — барический градиент вектор, характеризующий степень изменения атмосферного давления в пространстве, равный производной от давления по нормали к изобарической поверхности, т. е. изменению давления на единицу расстояния в том направлении, в котором … Словарь ветров
Градиент барометрический и термометрический — Барометрическим градиентом называют разность в показаниях барометров (приведенных к уровню моря) в двух местах, лежащих по тому направлению, по которому в данный момент упругость воздуха убывает всего быстрее, т. е. по направлению,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Градиент — барометрический и термометрический. Барометрическим градиентом называют разность в показаниях барометров (приведенных к уровню моря) в двух местах, лежащих по тому направлению, по которому в данный момент упругость воздуха убывает всего быстрее,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Градиент — I 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… … Большая советская энциклопедия
градиент — а; м. (от лат. gradiens (gradientis) шагающий); спец. см. тж. градиентный Мера возрастания или убывания в пространстве какой л. физической величины при перемещении на единицу длины. Температурный градие/нт. Градие/нт влажности. Градие/нт скорости … Словарь многих выражений
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
БЕРЕГОВОЙ ЭФФЕКТ ВЕТРА — изменение скорости и направления ветра при переходе воздушного потока через береговую линию. Возникает в результате изменения силы трения и угла отклонения ветра от изобар. При ветре с водоема на сушу скорость ветра над сушей меньше, чем над… … Словарь ветров
ИЗМЕНЕНИЕ ВЕТРА С ВЫСОТОЙ — увеличение скорости ветра с высотой в нижнем километровом слое атмосферы вследствие увеличения турбулентного трения, скорость ветра увеличивается по степенному или логарифмическому закону. Усиление ветра с высотой происходит тем интенсивнее, чем… … Словарь ветров
Скорость сдвига
Вязкость продукта с неньютоновским поведением зависит от скорости сдвига, используемой для измерения, и, кроме того, может зависеть от истории течения. В этом случае необходимо использование сложного устройства.
Резюме
Простой сдвиг
Определение градиента скорости
Соотношение показывает, что: γ ˙ знак равно v Максимум час <\ displaystyle <\ dot <\ gamma>> = <\ frac 
Градиент скорости в жидкости постоянен (= ) и перпендикулярен скорости v Максимум час <\ displaystyle <\ frac
∂ V Икс ∂ y знак равно γ ˙ <\ displaystyle <\ frac <\ partial V_
где x = направление сдвига и
∂ V Икс ∂ Икс знак равно ∂ V Икс ∂ z знак равно 0. <\ displaystyle <\ frac <\ partial V_
Различные типы геометрии
Есть и другие типы геометрии: капиллярная, по Муни-Юарту, двойная щель и др.
Динамическая вязкость
В пределе низких градиентов скорости (или низких частот напряжения при измерении в колебательном режиме) вязкость эквивалентна вязкости в непрерывном потоке ( 1- я пластина Ньютона). μ 0 <\ displaystyle \ mu _ <0>>
Существует два типа неньютоновских жидкостей, кажущаяся вязкость которых зависит от времени, если они подвергаются постоянному градиенту скорости (или напряжению сдвига):
Режимы измерения
Существует эквивалентность между напряжением (скоростью) наложенного сдвига и напряжением при наложенном напряжении (два возможных режима измерения): приложение скорости сдвига к жидкости вызывает напряжение, и наоборот, приложение напряжения вызывает сдвиг. Вращающийся реометр оказывает на образец напряжение:
Дополнительная величина измеряется. Во всех случаях к образцу прикладывают сдвиг.
Практический пример: режим с заданной скоростью вращения
| Выбранная скорость вращения (об / мин) | Почтальон |
|---|---|
| 0,3 | 200 |
| 0,6 | 100 |
| 1.5 | 40 |
| 3 | 20 |
| 6 | 10 |
| 12 | 5 |
| 30 | 2 |
| 60 | 1 |
Возможна калибровка вискозиметра эталонами вязкости (силиконовые масла, термостабильные ). Они охватывают широкий диапазон вязкости и подходят для всех моделей вискозиметров.
Для жидкости заданной вязкости сопротивление вращению будет тем выше, чем больше будет размер движущейся части (контактная поверхность) или скорость вращения (пропорциональная градиенту скорости). Следует:
Вязкоупругость
В случае ньютоновской жидкости изменение напряжения и изменение скорости сдвига происходят одновременно.
Реологическое поведение
Кривые расхода и вязкости
Эти реограммы описывают способность материала противостоять потоку в зависимости от скорости сдвига. Кривой потока получается путем переноса касательные напряжения в зависимости от скорости сдвига. Кривая вязкости получается путем построения графика зависимости динамической вязкости от скорости сдвига.
Порядки величины
Обратите внимание, что порядки величин градиентов скорости, приведенные в литературе, варьируются от одного источника к другому.
Вискозиметра вращения ** позволяют принципиально изучить свойство текучести.