Xreferat.com » Рефераты по физике » Вязкость газов в вакуумной технике

Вязкость газов в вакуумной технике

При перемещение твердого тела со скоростью за счет передачи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения

В области низкого вакуума весь газ между подвижной 2 и неподвижной 1 пластинами ( рис 1 ) можно разделить на слои толщиной , где – средняя длина свободного пути . Скорость движения каждого слоя различна и линейно зависит от расстояния между поверхностями переноса . В плоскости происходят столкновения молекул , вылетевших из плоскостей и . Причиной возникновения силы вязкостного трения является , то что движущиеся как единое целое отдельные слои газа имеют разную скорость , вследствие чего происходит перенос количества движения из одного слоя в другой .

Изменение количества движения в результате оного столкновения равно . Принимая , что в среднем в отрицательном и положительном направление оси в единицу времени единицу площади в плоскости пересекают молекул получим общее изменение количества движения в единицу времени для плоскости :


( 1 ) .


Сила трения по всей поверхности переноса , согласно второму закону Ньютона , определяется общим изменение количества движения в единицу времени :


( 2 ),


где – площадь поверхности переноса ; – коэффициент динамической вязкости газа :


( 3 )


Отношение называют коэффициентом кинематической вязкости

Более строгий вывод , в котором учтен закон распределения скоростей и длин свободного пути молекул , дает


,


что мало отличается от приближенного значения

Если в ( 3 ) подставить значения зависящих от давления переменных , то


. ( 7 )


Согласно полученному выражению , коэффициент динамической вязкости при низком вакууме не зависит от давления .

Температурную зависимость коэффициента вязкости можно определить . если подставить в ( 3 ) и соответственно из формул :


( 6 )

и


в формулу ( 3 ) . Отсюда имеем :


( 4 )


В соответствие с ( 4 ) зависит от , где изменяется от Ѕ при высоких температурах до при низких температурах при . Во всех случаях коэффициент динамической вязкости увеличивается при повышение температуры газа .

Значения коэффициентов динамической вязкости для некоторых газов при даны в таблице .


ТАБЛИЦА 1


Коэффициенты динамической вязкости

Газ

воздух

0.88 1.90 1.10 2.10 3.00 1.75 1.70 2.02 1.40 1.70

Для двухкомпонентной смеси коэффициент динамической вязкости рассчитывается по формуле :


,


где ; ; ; ; и находят из формулы . Величина в этом случае зависит от состава газовой смеси .

В области высокого вакуума молекулы газа перемещаются между движущейся поверхностью и неподвижной стенкой без соударения . В этом случае силу трения можно рассчитать по уравнению :


( 5 )


Знак « – » в формуле ( 5 ) означает , что направление силы трения противоположно направлению переносной скорости .

Сила трения в области высокого вакуума пропорциональна молекулярной концентрации или давлению газа . Уравнение ( 5 ) с учетом ( 6 ) можно преобразовать к следующему виду :


, ( 9 )


откуда видно , что сила трения возрастает пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры .

В области среднего вакуума можно записать аппроксимирующее выражение . рассчитывая градиент переносной скорости в промежутке между поверхностями переноса по следующей формуле :


,


где – расстояние между поверхностями переноса . Тогда с учетом ( 7 ) сила трения в области среднего вакуума :


( 8 ).


Легко заметить , что в условиях низкого вакуума при формула ( 8 ) с ( 2 ) , а в условиях высокого вакуума при с (9) .

Зависимость от давления силы трения тонкой пластины площадью , движущейся в воздухе при со скоростью , при расстояние между поверхностями переноса показана на рис 2 .

Вязкость газов используется для измерения давлений в области среднего и высокого вакуума , однако вязкостные манометры не получили пока широкого применения из-за длительности регистрации давления . Гораздо шире явление вязкости используется в технологии получения вакуума . На этом принципе работают струйные эжекторные насосы , выпускаемые промышленностью для работы в области низкого вакуума .


Рис 1 . Расчетная схема для определения коэффициента вязкости в газах при низком давление в вакууме .






L

L













Рис 2 . Сила трения , возникающая при движении тонкой пластины в вакууме .

При , , , , .


















Оглавление :

Вязкость газов в вакуумной технике . 1

ТАБЛИЦА 1 2

Рис 1 . Расчетная схема для определения коэффициента вязкости в газах при низком давление в вакууме . 5

Рис 2 . Сила трения , возникающая при движении тонкой пластины в вакууме . 6

Оглавление : 7

Используемая литература : 8


Используемая литература :


Л.Н. Розанов . Вакуумная техника .

Москва « Высшая школа » 1990 .

{ Slava KPSS }

{ by Slava KPSS} .

Дата создания : понедельник, 20 Мая 2002 г.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты:

  • Определение коэффициента вязкости прозрачной жидкости по методу Стокса

    Сущность метода Стокса по определению коэффициента вязкости. Определение сил, действующих на шарик при его движении в жидкости. Оценка зависимости коэффициента внутреннего трения жидкостей от температуры. Изучение ламинарных и турбулентных течений.

  • Изучение некоторых свойств жидкостей

    Основное свойство жидкости: изменение формы под действием механического воздействия. Идеальные и реальные жидкости. Понятие ньютоновских жидкостей. Методика определения свойств жидкости. Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение.

  • Общая гидродинамика

    Реферат по курсу ‘’ Тензор скоростей деформации. Связь тензоров напряжений и скоростей деформации. Реологическое соотношение. Ньютоновская жидкость.

  • Гидростатика: понятие и сущность

    Физические свойства жидкости. Гидростатическое давление как скалярная величина, характеризующая напряжённое состояние жидкости, порядок ее определения. Основное уравнение гидростатики. Измерение вакуума. Приборы для измерения давления, эффективность.

  • Измерение динамической вязкости жидкостей и газов

    Причина возникновения сил вязкого трения в жидкостях. Движение твердого тела в жидкости. Определение вязкости жидкости по методу Стокса. Экспериментальная установка. Вязкость газов. Механизм возникновения внутреннего трения в газах.

  • Ионно-сорбционная откачка

    При ионно-сорбционной откачке используют два способа поглощения газа : внедрение ионов в объем твердого тела под действием электрического поля и химическое взаимодействие откачиваемых газов с тонкими пленками активных металлов .

  • Механика жидкостей и газов в законах и уравнениях

    Поле вектора скорости: определение. Теорема о неразрывности струн. Уравнение Бернулли. Стационарное течение несжимаемой идеальной жидкости. Полная энергия рассматриваемого объема жидкости. Истечение жидкости из отверстия.

  • Проверка основного закона динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси и определение коэффициента вязкости жидкостей

    Определение вязкости глицерина и касторового масла, знакомство с методом Стокса. Виды движения твердого тела. Определение экспериментально величины углового ускорения, момента сил при фиксированных значениях момента инерции вращающейся системы установки.

  • Параметры вращения цилиндров

    Порядок определения момента вращения при вращении одного цилиндра относительно другого. Расчет силы трения, действующей на внутренний цилиндр. Динамический коэффициент вязкости. Вычисление разности давлений в точках, заполненных водой резервуаров.

  • Физические основы явления выстрела

    В некотором приближении поведение пороховых газов можно описать с помощью уравнения Менделеева  Клапейрона. Это позволяет качественно проанализировать явление выстрела и построить графики зависимости давления газа

  • Термосорбционный масс-спектрометр

    Анализ остаточных газов , присутствующих в вакуумных камерах , основанный на различиях в их теплотах адсорбции , называется термосорбционной масс-спектрометрией

  • Изучение гидравлики как теоретической дисциплины

    Гидравлика как теоретическая дисциплина, изучающая вопросы, связанные с механическим движением жидкости в различных природных, техногенных условиях. Широкое использование в практической деятельности человека гидравлики. Изучение свойств жидкостей и газов.

  • Теплопроводность жидкостей и газов

    Изучение теплопроводности как физической величины, определяющей показатель переноса тепла структурными частицами вещества в процессе теплового движения. Способы переноса тепла: конвекция, излучение, радиация. Параметры теплопроводности жидкостей и газов.

  • Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса

    Демонстрация режимов течения жидкости и экспериментальное определение критических чисел Рейнольдса для труб круглого сечения. Структура и основные элементы установки Рейнольдса, ее функциональные особенности и назначение, определение параметров.

  • Коэффициент гидравлического трения

    Характеристика турбулентного режима течения, определение ее зависимости от числа Рейнольдса. Значения абсолютной и эквивалентной шероховатости труб из некоторых материалов. Режимы течения в гидравлически гладких трубах, описание специальной установки.

  • Физика. Билеты к экзамену за 9 класс

    Физика 9 кл. Бровкиной Билет №1 Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение материальной точки. Лабораторная работа. Определение коэффициента трения скольжения.

  • Расчет времени откачки распределенных вакуумных систем

    Определим время откачки нестационарном режиме для трубопровода с распределенным объемом без учета газовыделения с его стенок . Один конец трубопровода закрыт заглушкой , а другой присоединен к насосу с очень большой быстротой откачки , т.е. в открытом сечении трубопровода давление можно считать ра...

  • Чарующие тайны жидкости

    Постоянство потока массы, вязкость жидкости и закон трения. Изменение давления жидкости в зависимости от скорости. Сопротивление, испытываемое телом при движении в жидкой среде. Падение давления в вязкой жидкости. Эффект Магнуса: вращение тела.

  • Электрокинетические явления при фильтрации жидкости в пористой среде

    Министерство общего и профессионального образования РФ Башкирский государственный университет Физический факультет Кафедра прикладной физики КУРСОВАЯ РАБОТА

  • Коэффициент трения и методы его расчета

    Трение как процесс взаимодействия твердых тел при относительном движении либо при движении твердого тела в газообразной или жидкой среде. Виды трения, расчет трения покоя, скольжения и качения. Расчет коэффициентов трения для различных пар поверхностей.