270 likes | 917 Views
ว 30202 ความหนืด (Viscosity). อ.กิติศักดิ์ บุญขำ สาขาวิชาฟิสิกส์ โรงเรียน มหิดลวิทยานุสรณ์. ความหนืด (Viscosity). ของเหลวทุกชนิดมีความหนืด (viscosity) ของเหลวที่มีความหนืดมาก จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่มาก เรียกว่า แรงหนืด (viscous force) แรงหนืดในของเหลวแต่ละชนิดมีค่าไม่เท่ากัน.
E N D
ว 30202ความหนืด (Viscosity) อ.กิติศักดิ์ บุญขำ สาขาวิชาฟิสิกส์ โรงเรียน มหิดลวิทยานุสรณ์
ความหนืด (Viscosity) • ของเหลวทุกชนิดมีความหนืด (viscosity) • ของเหลวที่มีความหนืดมาก จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่มาก เรียกว่า • แรงหนืด (viscous force) • แรงหนืดในของเหลวแต่ละชนิดมีค่าไม่เท่ากัน
ความหนืด (Viscosity) • ของไหลอุดมคติ • การไหลเป็นแบบสายกระแสไม่มีแรงเสียดทานระหว่างกระแส • ชั้นของของไหลอุดมคติเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันพนพื้นที่หน้าตัดเดียวกัน
ความหนืด (Viscosity) • ของไหลที่มีความหนืด (viscous fluid) • สมบัติของของไหลที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ เรียกว่า ความหนืด • เมื่อมีวัตถุเคลื่อนที่ผ่านหรือเมื่อมันไหลผ่านวัตถุใด ๆ จะมีแรงเสียดทานกระทำต่อวัตถุโดยของไหลนั้น ๆ เสมอ • แรงต้านการเคลื่อนที่ ที่เกิดจากการไหลเรียกว่า แรงหนืด (Viscous force)
ความหนืด (Viscosity) • ตัวอย่างการไหลของของไหลที่มีความหนืด • ของไหลที่มีความหนืดอยู่ระหว่างแผ่นระนาบสองแผ่น • การไหลแบบนี้เรียกว่า laminar flow (การไหลแบบแผ่นบาง) • ซึ่งจะเกิดแรงเสียดทานภายในระหว่างชั้นลามินา • อัตราเร็วของของไหลแต่ละชั้นจะแตกต่างกัน • ความเค้นเฉือนจะแปรผันตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงความเครียด
ความหนืด (Viscosity) • พิจารณาอัตราการเปลี่ยนแปลงความเครียด (rate of change of strain หรือ strain rate) • อัตราการเปลี่ยนแปลงความเครียด • นิยามของความหนืด คือ • อัตราส่วนของความเค้นต่ออัตราการเปลี่ยนเปลี่ยนแปลงความเครียด • ใช้อักษรกรีก แทนสัมประสิทธ์ของความหนืด (เรียกสั้น ๆ ว่า ความหนืด) • จัดสมการใหม่ • แรงที่ใช้ในการทำให้ของไหล ไหล ซึ่งแปรผันตรงกับอัตราเร็ว • หน่วยเป็น N.s/m2 หรือ Pa.s
ความหนืด (Viscosity) • กฎของปัวซอยย์ (Poiseuille’s Law) • พิจารณาอัตราการไหล ของของไหลที่มีความหนืดในท่อทรงกระบอกที่มีพื้นที่หน้าตัดคงที่ • อัตราการไหลมีค่ามากที่สุดตรงกลางท่อและอัตราเร็วเป็นศูนย์ที่ผนังท่อ
ความหนืด (Viscosity) • กฎของปัวซอยย์ (Poiseuille’s Law) • พิจารณาชั้นลามินาที่มีรัศมี r จากสมการ • จะได้สมการที่บรรยายอัตราเร็วของการไหลที่ตำแหน่งต่าง ๆ บนหน้าตัดทรงกระบอก
ความหนืด (Viscosity) • กฎของปัวซอยย์ (Poiseuille’s Law) • เพื่อหาอัตราการไหล (volume flow rate) • พิจารณาวงแหวนเล็ก ๆ ที่มีรัศมีภายใน r รัศมีภายนอก r+dr • อัตราการไหล dV/dt จะมีค่าเป็น vdA • อินทิเกรตจาก r = 0 ถึง r = R จะได้ • อัตราการไหลแปรผกผันกับความหนืด • อัตราการไหลแปรผันตรงกับกำลังสี่ของรัศมีของท่อ
ความหนืด (Viscosity) • กฎของโต๊ก (Stokes’ Law) • เมื่อของไหลที่มีความหนืดไหลผ่านวัตถุที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม • หรือวัตถุทรงกลมเคลื่อนที่ผ่านของไหลที่มีความหนืดที่อยู่นิ่ง • จะมีแรงเสียดทานกระทำต่อวงกลม ดังนี้ • ดาส
ความหนืด (Viscosity) • กฎของโต๊ก (Stokes’ Law) • เมื่อของไหลที่มีความหนืดไหลผ่านวัตถุที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม • หรือวัตถุทรงกลมเคลื่อนที่ผ่านของไหลที่มีความหนืดที่อยู่นิ่ง • ดาส