Вязкость газов в вакуумной технике

  • Просмотров 1665
  • Скачиваний 255
  • Размер файла 48
    Кб

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 ½ 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