قانون ویسکوزیته نیوتن

به نام خدا

قانون ویسکوزیته نیوتن
استاد:
xxxxxx

ارائه دهنده:
xxxxx

فهرست مطالب
ویسکوزیته یا گرانروی
رابطه ویسکوزیته با دما
قانون ویسکوزیته نیوتن
سیال غیر نیوتنی و نیوتنی

ویسکوزیته یا گرانروی
ویسکوزیته یا گرانروی خاصیتی ست که سیال توسط آن در مقابل تنش برشی از خود مقاومت نشان می دهد. (میزان مقاومت سیالات در برابر تغییر شکل می باشد.)

*رابطه ویسکوزیته با دما

ویسکوزیته در مایعات ناشی از جاذبه بین مولکولی است. با افزایش دما این نیرو ها و در نتیجه ویسکوزیته کاهش می یابد.
از طرف دیگر ویسکوزیته در گاز ها ناشی از حرکت تصادفی مولکول هاست.این حرکت نامنظم گازها با افزایش دما،
افزایش می یابد و در نتیجه آن ویسکوزیته با افزایش دما بیشتر می شود.
باید ذکر کرد که فشار تاثیر کمی را بر روی ویسکوزیته دارد تاثیری که معمولا می توان از آن صرف نظر کرد.

یا تنش برشی عبارت است از مولفه ای از تنش که برسطح مقطع یک جسم اعمال می شود.

قانون ویسکوزیته نیوتن
قانون ویسکوزیته نیوتن رابطه بین تغییرات سرعت در راستای عمود بر حرکت سیال و ویسکوزیته دینامیکی آن را بیان می کند.
قانون مذکور در یک جریان کاملا منظم در خطوط مستقیم و موازی مطرح می شود. این جریان را به طور تقریبی و با تقریب بسیار خوب می توان در کشیدن صفحه ای روی سطح یک سیال تجربه کرد که فاصله بین صفحه و سطح بسیار کم بوده و ویسکوزیته سیال می باشد.
اگر این کار را کنیم، شاخص تغییرات سرعت به شکل زیر می شود:

اگر سرعت کشیدن صفحه U( ذرات روی صفحه متحرک دارای سرعت U و ذرات روی صحه ثابت دارای سرعت صفر باشد)، نیروی لازم برای کشیدن صفحه F، عمق سیال زیر صفحه Y و سطح صفحه ای که در تماس با سیال است A باشد، می توان نوشت که:

و به عبارتی:
(تنش برشی)

اگر عمق سیال (Y) کم باشد، تناسب فوق با دقت بیشتری برقرار است چرا که در این حالت می توان تغییرات سرعت در طول Y را تقریبا خطی فرض کرد.

ما در عمل چیزی مشابه تناسب اخیر را به شکل زیر و با توجه به شکل (1-2) نوشت:

.

نمایش ضریب تناسب در تناسب فوق با عددی به نام ویسکوزیته مطلق ( ) نمایش داده می شود که به . .آن ضریب گرانروی مطلق یا دینامیکی هم اطلاق می شود

به رابطه فوق، قانون ویسکوزیته نیوتن گفته می شود.

این رابطه بیان می کند که تنش برشی بین لایه های سیال مجاور متناسب است با مقدار منفی گرادیان
سرعت بین دو لایه.

تفسیر دیگر می تواند بدین گونه باشد:

Force = mass × acceleration = mass × velocity/time = momentum/time

همچنین می گوید که میزان انتقال حرکت در واحد سطح، بین دو لایه مجاور مایع، متناسب با مقدار منفی
گرادیان سرعت بین آنها است.

*کند شدن حرکت لایه های سیال روی یکدیگر باعث افزایش تنش برشی میان لایه های سیال می شود.
=استرس برشی
گرادیان تغییر شکل زاویه ای

اگر ما رابطه قانون نیوتن را در چگالی سیال ضرب و تقسیم کنیم، خواهیم داشت:

و برای سیال تراکم ناپذیر:

که این حقیقت را نشان می دهد که شار حرکت، متناسب با مقدار منفی گرادیان شار جرمی است.
kinematic viscosity of a fluid (L2 t-1)

سیال غیرنیوتنی و نیوتنی
سیالات غیر ایده آل :
سیال نیوتنی
سیال غیرنیوتنی (واقعی)
در سیال نیوتنی مقدار ویسکوزیته ثابت می باشد و وابسته به و نیست و اگر تغییرات و را در یک نمودار
رسم کنیم، این تغییرات خطی بوده و شیب خط معرف می باشد.

برعکس در سیال غیرنیوتنی مقدار با تغییر تغییر می کند و روند نمودار آن ماند شکل (1-3) خطی نیست و

شیب خط مماس بر منحنی معرف ویسکوزیته مطلق است.

قانون ویسکوزیته نیوتون یک معادله ساختاری است که توضیح می دهد چگونه یک سیال در
برابر تمایل به حرکت مقاومت می کند. این قانون برای برخی از مایعات صادق بوده و برای برخی
دیگر صادق نیست.
بنابراین،آن را به عنوان یک قانون بنیادی طبیعت در نظر نمی گیرد.

ممنون از توجه تان