Қазақша рефераттар

Сұйықтың тұтқырлығы

Тұтқырлық: сұйықтар мен газдардың негізгі қасиеті

Тұтқырлық — сұйықтар мен газдардың негізгі қасиеттерінің бірі. Мысалы, машиналарды майлау үшін майлау материалын алдын ала тұтқырлығына қарап таңдайды. Сұйықтардың тұтқырлығы температураға өте күшті тәуелді: температура жоғарылаған сайын тұтқырлық, әдетте, төмендейді. Температура белгілі бір шекке жеткенде зат басқа фазаға өтеді (мысалы, су 100 °C-та қайнап, буға айналады).

Тәжірибелік мысал

Майлардың тұтқырлығы температураға ерекше сезімтал. Мәселен, температура 18 °C-тан 40 °C-қа дейін көтерілгенде кастор майының тұтқырлығы шамамен төрт еседей кемиді.

Ішкі үйкеліс және қабаттардың өзара әсері

Нақты сұйықтың бір қабаты екінші қабатына қатысты орын ауыстырса, онда міндетті түрде азды-көпті үйкеліс күші пайда болады. Жылдамырақ қозғалатын қабат баяуырақ қабатқа үдетуші күш түсіреді, ал баяуырақ қабат жылдамырақ қабатқа бөгеуші (тежеуші) күш әсер етеді. Бұл күштер ішкі үйкеліс күштері деп аталады және олар қабат бетіне жүргізілген жанама бағыт бойымен әсер етеді.

Күштің неге тәуелділігі

  • Жылдамдықтың қабаттар арасында қаншалықты тез өзгеретініне.
  • Қарастырылып отырған қабат бетінің S ауданына (аудан неғұрлым үлкен болса, күш те соғұрлым үлкен).

Жылдамдық градиенті

Бір-бірінен Δh қашықтықтағы екі қабат v₁ және v₂ жылдамдықпен ақсын делік, мұнда Δv = v₁ − v₂. Қашықтық Δh ағыс бағытына перпендикуляр өлшенсе, онда Δv/Δh шамасы жылдамдықтың қабаттан қабатқа өткенде қаншалықты тез өзгеретінін сипаттайды. Бұл шама жылдамдық градиенті деп аталады.

Ньютон заңы (ішкі үйкеліс үшін)

Ньютон алғаш рет сұйықтың екі қабаты арасындағы үйкеліс күші жылдамдықтар айырымына және жанасып тұрған қабаттар бетінің ауданына тура пропорционал, ал қабаттардың арақашықтығына кері пропорционал екенін көрсетті.

Тұтқырлық коэффициенттері және өлшем бірліктері

Динамикалық тұтқырлық (η)

Тұтқырлық коэффициенті η неғұрлым үлкен болса, сұйықтың «идеал сұйықтан» айырмашылығы да, ішкі үйкеліс күші де соғұрлым үлкен болады. Тұтқырлық коэффициентінің өлшемділігі:

[η] = M·L−1·T−1

СИ жүйесінде динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі — Па·с. СГС жүйесінде тұтқырлық бірлігі пуаз деп аталады: 1 пуаз = 0,1 Па·с.

Кинематикалық тұтқырлық (ν)

Кинематикалық тұтқырлық — динамикалық тұтқырлықтың сұйықтың тығыздығына (ρ) қатынасы: ν = η/ρ.

Аққыштық коэффициенті

Тұтқырлыққа кері шама 1/η — аққыштық коэффициенті деп аталады.

Маңызды түсіндірме (интуитивті мағынасы)

Егер жылдамдық градиенті бірлікке тең болған жағдайда (1 с−1) және қабаттардың жанасу ауданы 1 м² болса, онда тұтқырлық күші η мәніне сәйкес анықталады; мысалы, η = 1 Па·с болса, күш 1 Н тәрізді масштабта болады. Әдетте η коэффициенті тұтқырлықтың абсолюттік (динамикалық) коэффициенті деп те аталады.

Анықтамалар: негізгі түрлері

Заттың тұтқырлығы

Сұйық немесе газ күйіндегі заттың ығысу деформациясына (қабаттардың салыстырмалы жылжуына) қарсыласу қабілеті.

Судың тұтқырлығы

Су қозғалысы кезінде ішкі үйкеліс күшін тудыру қабілеті. Бұл құбылыс жылдам ағынның баяу ағынға әсер етуін қамтамасыз етеді. Судың тұтқырлығы температураға және сулы ерітіндінің құрылымдық ерекшеліктеріне тәуелді; ол тұтқырлық коэффициентімен бағаланады.

Газ тұтқырлығы

Бір-бірімен қатар қозғалып, бірақ жылдамдықтары әртүрлі болатын газ қабаттары арасында пайда болатын ішкі үйкеліс күші.

Сұйықтың тұтқырлығы

Сұйық қозғалысы кезінде оның өз көлемінде үйкеліс күшін тудыру қабілеті. Ол жылдамырақ қозғалатын қабаттардың қозғалысын баяуырақ қозғалатын қабаттарға «беруге» мүмкіндік береді. Тұтқырлықтың мәні температураға және ерітіндінің құрылымдық ерекшеліктеріне тәуелді.

Динамикалық тұтқырлық

Газ немесе сұйықтың бір қабатының екінші қабатына қатысты жылжуына қарсыласудың сандық сипаттамасы. Яғни, қабаттар арасындағы ішкі үйкелісті «күш арқылы» сипаттайтын көрсеткіш.

Қойнауқаттық су тұтқырлығы

Қойнауқат жағдайында судың қозғалысы барысында үйкеліс күшін тудыру қабілеті; ол температураға және ерітіндінің құрылымдық ерекшеліктеріне тәуелді.

Қойнауқаттық мұнай тұтқырлығы

Мұнайдың қойнауқаттық жағдайлардағы қозғалғыштық дәрежесін анықтайтын қасиет. Бұл көрсеткіш мұнай кен орнын игерудің өнімділігі мен тиімділігіне елеулі әсер етеді. Оны қысым айырмасы бар аймақтарда мұнай тамшыларының қозғалуына жасалатын кедергі ретінде түсіндіруге болады және әдетте динамикалық тұтқырлық бірліктерімен өлшенеді.

Сұрыпталған мұнайдың тұтқырлығы

Белгілі бір күш әсер еткенде, газдан арылған және қалыпты жағдайдағы мұнай тамшыларының қозғалысына жасалатын кедергі. Ол кинематикалық (см²/с) немесе динамикалық тұтқырлық арқылы бағаланады және әртүрлі кен орындары үшін мәндері айтарлықтай кең аралықта өзгеруі мүмкін.

Кинематикалық тұтқырлық

Динамикалық тұтқырлықтың сұйықтың (немесе газдың) тығыздығына қатынасы.

Екпінді тұтқырлық

Екпінді жүктеме әсерінен бұзылу үдерісі кезінде қатты денелердің механикалық энергияны сіңіру қабілеті.

Пайдаланылған әдебиет

  1. Мұнай және газ геологиясы: танымдық және кәсіптік-технологиялық терминдерінің түсіндірме сөздігі. Анықтамалық басылым. — Алматы, 2003. ISBN 9965-472-27-0.
  2. Орысша-қазақша түсіндірме сөздік: Сәулет және құрылыс. Жалпы редакциясын басқарған э.ғ.д., профессор Е. Арын. — Павлодар: ЭКО ҒӨФ, 2006. — 280 б. ISBN 9965-808-83-Х.
  3. Рахимбекова З.М. Материалдар механикасы терминдерінің ағылшынша–орысша–қазақша түсіндірме сөздігі. ISBN 9965-769-67-2.
  4. Қазақстанның мұнай энциклопедиясы. 2 томдық. — Алматы: Мұнайшы Қоғамдық қоры, 2005. ISBN 9965-9765-1-1.