Үйкеліс пен тұтқырлық
Үйкеліс және тұтқырлық - материяның әрекетін түсіну үшін өте маңызды екі қасиеті. Сұйықтық динамикасында, сұйықтық статикасында, қатты дененің статикасында, қатты дене динамикасында және әрбір дерлік инженерлік қолданбаларда болатын оқиғалардың көпшілігін сипаттау үшін тұтқырлық пен тығыздықты жақсы түсіну қажет. Бұл құбылыстар күнделікті өмірде байқалады және дұрыс көзқарасты ескере отырып, түсіну оңай. Бұл мақалада біз үйкеліс пен тұтқырлықтың не екенін, олардың анықтамаларын, ұқсастықтарын, үйкеліс пен тұтқырлықты тудыратын нәрселерді және олардың айырмашылықтарын талқылаймыз.
Тұтқырлық
Тұтқырлық ығысу немесе созылу кернеуі арқылы деформацияланатын сұйықтық кедергісінің өлшемі ретінде анықталады. Жалпы сөзбен айтқанда, тұтқырлық сұйықтықтың «ішкі үйкелісі» болып табылады. Оны сұйықтықтың қалыңдығы деп те атайды. Тұтқырлық - бұл екі қабат бір-біріне қатысты қозғалған кезде сұйықтықтың екі қабаты арасындағы үйкеліс. Сэр Исаак Ньютон сұйықтық механикасында пионер болды. Ол Ньютон сұйықтығы үшін қабаттар арасындағы ығысу кернеуі қабаттарға перпендикуляр бағытта жылдамдық градиентіне пропорционал деп тұжырымдады. Мұнда қолданылатын пропорционалдық константа (пропорционалдық коэффициенті) сұйықтықтың тұтқырлығы болып табылады. Тұтқырлық әдетте гректің «µ» әрпімен белгіленеді. Сұйықтықтың тұтқырлығын вискозиметрлер мен реометрлер арқылы өлшеуге болады. Тұтқырлық өлшем бірліктері Паскаль-секундтар (немесе Nm-2s). cgs жүйесі тұтқырлықты өлшеу үшін Жан Луи Мари Пуазейльдің атымен аталған «poise» бірлігін пайдаланады. Сұйықтықтың тұтқырлығын бірнеше тәжірибе арқылы да өлшеуге болады. Сұйықтықтың тұтқырлығы температураға байланысты. Температура көтерілген сайын тұтқырлық төмендейді.
τ=μ (∂u / ∂y)
Тұтқырлық теңдеулері мен модельдері Ньютондық емес сұйықтықтар үшін өте күрделі. Тұтқырлық сұйықтықтың ағынына қарсы тұру үшін әрқашан бір бағытта әрекет ететінін анық көруге болады. Тұтқыр күштер берілген динамикалық жағдайда сұйықтықтың бүкіл көлеміне таралады.
Үйкеліс
Үйкеліс - біз күнде кездесетін ең көп тараған қарсылық күші. Үйкеліс екі кедір-бұдыр беттердің жанасуынан пайда болады. Үйкелістің бес режимі бар; екі қатты дененің арасында пайда болатын құрғақ үйкеліс, сұйық үйкеліс, ол тұтқырлық деп те аталады, екі қатты зат сұйық қабатпен бөлінген майланған үйкеліс, сұйықтықтағы қозғалатын қатты затқа қарсы тұратын тері үйкелісі және ішкі үйкеліс үйкеліс жасау үшін қатты дененің ішкі компоненттері. Дегенмен, «үйкеліс» термині көбінесе құрғақ үйкеліс орнына қолданылады. Бұл әр беттегі өрескел микроскопиялық қуыстар бір-біріне сәйкес келеді және қозғалудан бас тартады. Екі бет арасындағы құрғақ үйкеліс үйкеліс коэффициентіне және затқа әсер ететін жазықтыққа нормаль реактивті күшке байланысты. Екі бет арасындағы максималды статикалық үйкеліс динамикалық үйкелістен сәл ғана жоғары.
Үйкеліс пен тұтқырлықтың айырмашылығы неде?
• Тұтқырлық шын мәнінде үйкелістің қосалқы категориясы болып табылады, алайда құрғақ үйкеліс тек екі қатты бет арасында болады, ал тұтқырлық сұйықтықтың екі қабаты арасындағы сұйықтықтарда болады.
• Құрғақ үйкеліс үшін динамикалық және статикалық жағдайлар бөлек анықталған. Тұтқырлық үшін статикалық жағдай жоқ, өйткені сұйық молекулалары әрқашан қозғалмалы.
