Text a: newton's viscosity equation
Терминология, слова и словосочетания
to confine - ограничивать
to set in motion- приводить в движение
to assume - предполагать
solid boundaries - зд. твердые стенки
to tend - стремиться
to adhere - прилипать, приставать
to pour - лить, наливать
friction - трение
to exert a drag- оказывать сопротивление
shear stress - касательное напряжение
layer - слой
subscript - нижний индекс
plane - плоскость
nomenclature - терминология
three-dimensional - трехмерный
steady-state conditions-установившиеся условия
born out - зд. подтвержденное
valid - справедливый
viscosity - вязкость
relation - отношение
to vary with - зависеть от
in order to - чтобы
stickiness - клейкость, липкость
Momentum interchange – обмен импульсом
product of - произведение
to give rise - вызывать
viscous shear – касательное напряжение
molecular force field – молекулярное силовое поле
mass exchange rate – скорость массообмена
small bore tube - трубка малого диаметра
lubricant - смазочное масло
fuel oil - жидкое топливо
poise [poiz] - пуаз/ед. вязкости
stoke - стокс/ед. кинематической вязкости
conversion - переход, преобразование
to facilitate - облегчать
in accordance with- в соответствии с
I. Прочитайте текст и дайте ответы на вопросы:
1. What example is given by the author at the beginning of the text? 2. How does the author explain the difference between absolute viscosity and kinematics' viscosity? 3. How do changes in temperature influence the viscosity of gases and liquids?
4. Is the mechanism of momentum exchange the same in liquids and in gases?
5. What units of measurement are used for viscosity?
II. Найдите в тексте и дайте перевод предложений:
a) с абсолютным причастным оборотом (абз. 1-4).
b) слова-заместители "one"...
c) конструкции типа "for + сущ. + инф". 4. конструкции "It is ... which" (абз.4).
TEXT A
1. Consider a fluid confined between two parallel plates, the upper one being set in motion at a velocity U by a force F and the lower one being fixed. Assume that the distance "h" between the plates is sufficiently small for the fluid particles to move in parallel paths. From experience we have observed that fluid particles adjacent to solid boundaries tend to adhere to the surface (easily observed when pouring motor oil). This same property generates an internal friction by adjacent fluid particles exerting a drag on each other and producing a shear stress & yx = F/A between adjacent fluid layers. The subscripts "yx" indicate that the stress is in plane perpendicular to "y" and parallel to "x", a nomenclature which is obviously necessary in three-dimensional systems.
2. Under steady-state conditions Newton observed that the shear stress is directly proportional to the velocity gradient.
His observation, repeatedly borne out by subsequent investigators, is equally valid at any position; i.e., ( ) where "u" is the fluid velocity in the "x" direction and " :" is the absolute viscosity. This empirical relation, known as Newton's equation of viscosity, defines absolute, or dynamic, viscosity ": ". It is sometimes more advantageous to define kinematics' viscosity.
3. The viscosity of fluids varies with temperature and pressure being much more sensitive to temperature than pressure. Changes in temperature cause opposite variations in the viscosity of gasses and liquids. An increase in the temperature of a liquid reduces its viscosity but increases the viscosity of a gas. This is intuitive for liquids but not apparent for gases.
4. Although values for viscosity are obtained by macroscopic measurements, let us consider a gas from a microscopic standpoint in order to understand the basic mechanism. From observations we tend to think of viscosity as a property related to "stickiness". Basically, however, it arises because of momentum interchange between molecules. Molecules are constantly in motion, the motion being more pronounced at higher temperatures and lower pressures. As the gas moves, slow-moving molecules strike faster-moving ones, slowing them down. It is this momentum (product of mass and velocity) interchange which gives rise to viscous shear, a measure of which is viscosity. The mechanism of momentum exchange in liquids is the same as in gases qualitatively, but the physical structure is much more complex since the molecules are closer and the molecular force fields have a greater effect on the momentum exchange in the collision process.
5. By analogy, suppose two trains loaded with coal are running on parallel tracks in the same direction. If workmen begin throwing coal from the slower train to the faster one, the train which "catches" the coal is slowed by the increased mass, because of the momentum component in the direction of motion of the train. Now imagine workmen on both trains, analogous to molecules in adjacent fluid layers, throwing coal back and forth from one train to the other. If the train initially has unequal velocities and the mass - exchange rate is equal for both trains, the faster train is slowed. So it is with the momentum interchange between fluid layers.
6. Viscosity is often measured by observing the time required for a given amount to fluid to flow from a short small-bore tube. Viscosities of fuel oils are measured at 77 and 122°F, of lubricants at 100 and 210°F. Viscosity is often given in metric units which have special names ": ": poise =1 g/cm=sec =100 centipoises, v : stoke = 100 centistokes. The following unites : : 1 (lbrsec/ft2) = 479 poises, v : l(ft2/sec) = 30.482 stokes.
7. Fluids which obey equation (2-5) are known as Newtonian fluids. All gases and most liquids of engineering importance are Newtonian. Fluids which do not behave in accordance with Eq. (2-5), no Newtonian fluids, will not be considered in this text.
ТЕКСТ A
1. Рассмотрим жидкость, заключенную между двумя параллельными пластинами, верхняя приводится в движение со скоростью U силой F, а нижняя фиксирована. Предположим, что расстояние "h" между пластинами достаточно мало для перемещения частиц жидкости в параллельных направлениях. Из опыта мы обнаружили, что частицы жидкости, смежные с твердыми границами, как правило, прилипают к поверхности (наблюдается при заливке моторного масла). Это же свойство создает внутреннее трение соседними частицами жидкости, оказывающими сопротивление друг на друга и производящими касательное напряжение & yx = F/A между соседними слоями жидкости. Индексы "yx" показывают, что плоскость напряжения перпендикулярна "у" и параллельна "х", номенклатура которых требует трехмерную систему.
2. Под установившимися условиями Ньютон подразумевал прямо пропорциональную зависимость касательного напряжения градиенту скорости.
Его наблюдение, неоднократно подтверждается другими исследователями, и в равной степени применимо к любому положению; т.е., (), где "u" скорость жидкости в направлении "х" и " :" есть абсолютная вязкость. Это эмпирическое соотношение, известное как уравнение вязкости Ньютона, определяет абсолютную, или динамическая вязкость, ":". Иногда его использование выгоднее, чем традиционное определение кинематической вязкости.
3. Вязкость жидкости зависит от температуры и давления, при этом к температуре она более чувствительна, чем к давлению. Изменение температуры вызывают обратную зависимость изменения вязкости газов и жидкостей. Повышение температуры жидкости уменьшает ее вязкость, но увеличивает вязкость газа. Это интуитивно понятно для жидкостей, но не являются очевидным для газов.
4. Хотя значение вязкости является макроскопической величиной, рассмотрим газ с микроскопической точки зрения, чтобы понять её основной механизм. Из наблюдений мы склонны считать, что вязкость как свойство, схоже с "липкостью". Однако, в основном она возникает из-за импульсного обмена между молекулами. Молекулы находятся в постоянном движении, при этом движение более выраженно при высоких температурах и низких давлениях. При движении в газе медленно движущиеся молекулы ударяют более быстрые, замедляя их. Именно этот импульс обмена (произведение массы и скорости) приводит к возникновению касательного натяжения, мерой которого является вязкость. Импульсный механизм обмена в жидкостях такой же, как и в газах, но физическая структура является гораздо более сложной, так как молекулы находятся ближе и силы межмолекулярного воздействия имеют большее влияние на обмен импульсом в процессе столкновений.
5. По аналогии, предположим, что два поезда для загрузки угля работают на параллельных путях в том же направлении. Если рабочие начинают бросать уголь с медленного поезда на более быстрый, поезд, на который «бросают» уголь замедляется увеличением массы, из-за импульсной составляющей в направлении движения поезда. Теперь представьте рабочих на обоих поездах, аналогичных молекулам соседних слоёв жидкости, кидая уголь туда и обратно с одного поезда на другой. Если поезд изначально имеет неодинаковые скорости и массы – скорость обмена одинакова для обоих поездов, быстрый поезд будет замедляться. Та же ситуация просматривается и в обмене импульсом между слоями жидкости.
6. Вязкость часто измеряется путем расчета времени, необходимого для получения количества жидкости проходящей через трубу малого диаметра. Вязкость жидкого топлива измеряют при 77 и 122 ° F, смазочных материалов при 100 и 210 ° F. Вязкость часто определяется в метрических единицах, которые имеют специальные названия ":" : пуаз(poise) =1 g/cm=sec =100 centipoises, v: Стокс = 100 centistokes. Следующие единицы :: 1 (lbrsec / FT2) = 479 пуаз, v: л (ft2 / сек) = 30.482 Стокс.
7. Жидкости, подчиняющиеся уравнению (2-5), известны как Ньютоновские жидкости. Все газы и большинство жидкостей в инженерии выступают в значении Ньютоновских. Жидкости, которые не ведут себя в соответствии с уравнением. (2-5), не Ньютоновские жидкостей, не будут рассматриваться не в этом тексте.