Сжимаемость. 
Основы гидравлики

Это свойство жидкости менять свой объем при изменении давления, которое характеризуется коэффициентом объемного сжатия рр:

где V/ — начальный объем жидкости; ДМ⁷ — изменение объема после изменения давления; Ар — изменение давления.

Единица измерения р_/; — Па¹. Коэффициент объемного сжатия капельных жидкостей мало меняется в зависимост от давления и температуры. Для воды р_р = 5 • 10^_ш Па¹.

Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, называется модулем упругости жидкости Е и определяетс по формуле Глава 1. Жидкости и их основные физические свойства 17.

Для воды Е= 2 • 10⁹ Па.

Вязкость жидкости — свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу. Это свойство проявляется только пр движении жидкостей. Вязкость определяет степень текучести жидкости. Наряду с легко подвижными жидкостями (вода, спирт, воздух и др.) существуют очень вязкие жидкост (глицерин, машинные масла и др.).

Вязкость жидкости характеризуется коэффициентами динамической вязкости р или кинематической вязкости V.

И. Ньютон выдвинул гипотезу о силе трения Д возникающей между двумя слоями жидкости на поверхности их раздела площадью со, согласно которой сила внутреннег трения в жидкости не зависит от давления, прямо пропорциональна площади соприкосновения слоев со и быстрот изменения скорости в направлении, перпендикулярном направлению движения слоев, и зависит от рода жидкости.

Пусть жидкость течет по плоскому дну параллельными ему слоями (рис. 1.1).

Вследствие тормозящего влияния дна слои жидкости будут двигаться с разными скоростями. На рис. 1.1 скорости слоев показаны стрелками. Рассмотрим два слоя жидкости середины которых расположены на расстоянии Ау друг о друга. Слой В движется со скоростью и, а слой А — со скоростью и + А и.

На площадке со вследствие вязкости возникает сила сопротивления / Согласно гипотезе Ньютона эта сила

Рис. 1.1. Сила сопротивления между слоями жидкости коэффициент пропорциональности р в этой формуле и является коэффициентом динамической вязкости, отношение Аи/Ау называется градиентом скорости.

Таким образом, динамическая вязкость является силой трения, приходящейся на единицу площади соприкосновения слоев жидкости при градиенте скорости, равном единице. Размерность р — Па • с.

Гипотеза И. Ньютона, представленная в формуле (1.7), экспериментально подтверждена и математически оформлена в дифференциальном виде основоположником гидравлической теории смазки Н. 11. Петровым и в настоящее время носит название закона внутреннего трения Ньютона:

где т — касательное напряжение на площадке со (т = .Р/со); п — обозначение направления, перпендикулярного направлению движения жидкости.

В гидравлических расчетах часто удобнее пользоваться другой величиной, характеризующей вязкость жидкости, — V:

Эта величина называется коэффициентом кинематической вязкости. Размерность V — м²/с.

Название «кинематическая вязкость» не несет особого физического смысла, так как оно было предложено потому что размерность V похожа на размерность скорости.

Вязкость жидкости зависит как от температуры, так и от давления. Вязкость капельных жидкостей уменьшаетс с увеличением температуры, а вот вязкость газов, наоборот возрастает с увеличением температуры. Вязкость жидкосте при давлениях, встречающихся в большинстве случаев н практике, мало зависит от давления, а вязкость газов с возрастанием давления уменьшается.

Вязкость жидкости измеряют с помощью вискозиметров различных конструкций.

Жидкости, для которых справедлив закон внутреннего трения Ньютона (1.8), называют ньютоновскими. Существуют жидкости, которые не подчиняются закономерности.

(1.8), к ним относятся растворы полимеров, гидросмеси из цемента, глины, мела и др. Такие жидкости относятся к неньютоновским.