Determinarea coeficientului de vâscozitate dinamică a unui lichid

ASPECTE TEORETICE

Vascozitatea reprezinta proprietatea unui fluid de a se opune la alunecarea unui strat de fluid fata de straturile vecine.

Vascozitatea este caracterizata prin aparitia in fluidul respectiv a unor forte tangentiale de interactiune intre straturile vecine, numite forte de frecare interne.

Experienta arata ca forta de frecare interna dintre straturi este proportionala cu gradientul de viteza si suprafata S.

(1)

unde este coeficientul de vascozitate dinamica.

Fie curgerea laminara a unui fluid vascos printr-o conducta cilindrica, orizontala, avand sectiune circulara de raza si lungime (Fig.1).

Figura 1

Sa delimitam un tub de curent de raza . Asupra fluidului actioneaza fortele de presiune de la cele doua sectiuni extreme ale conductei cu rezultanta:

(2)

si forta de frecare interna pe suprafata laterala, exercitata de restul fluidului, datorata vascozitatii:

(3)

Curgerea fiind stationara se poate scrie urmatoarea conditie de echilibru:

(4)

Prin integrare se obtine:

(5)

Aceasta relatie arata ca, in interiorul conductei, de la perete spre axa, viteza fluidului variaza parabolic.

Debitul volumic al fluidului se obtine din integrarea relatiei:

(6)

(7)

Relatia (7) este cunoscuta sub denumirea de legea Hagen - Poiseuille. Ea arata ca in cazul unei curgeri laminare a unui fluid vascos printr-o conducta cilindrica, debitul volumic de fluid este proportional cu puterea a patra a razei conductei si cu gradientul de presiune .