Độ nhớt

Cơ học môi trường liên tục

Nguyên lý Bernoulli Định luật Bảo toàn khối lượng Bảo toàn động lượng Bảo toàn năng lượng Bất đẳng thức Entropy Clausius-Duhem Cơ học chất rắn Chất rắn · Ứng suất · Biến dạng * Biến dạng dẻo · Thuyết sức căng tới hạn · Infinitesimal strain theory · Đàn hồi · Đàn hồi tuyến tính · độ dẻo · Đàn nhớt · Định luật Hooke · Lưu biến học * Uốn Cơ học chất lưu Chất lưu · Thủy tĩnh học Động học chất lưu * Lực đẩy Archimedes * Phương trình Bernoulli * Phương trình Navier-Stokes * Dòng chảy Poiseuille * Định luật Pascal · Độ nhớt · Chất lưu Newton Chất lưu phi Newton Sức căng bề mặt * Áp suất

Độ nhớt của chất lỏng phản ánh mức độ ma sát trong của dòng chảy. Khi các lớp chất lỏng di chuyển với tốc độ khác nhau, ngoài va chạm giữa các phần tử, còn có sự truyền xung lượng qua lại. Các phần tử ở lớp nhanh sẽ tăng động năng của lớp chậm, và ngược lại, các phần tử từ lớp chậm sẽ làm giảm tốc độ của lớp nhanh. Điều này tạo ra ứng suất tiếp tuyến $\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}$ gây ra ma sát (lực ma sát trong).

Định luật Newton

Khi gió thổi lên mặt nước, nó tạo ra một lực trên bề mặt nước và làm cho bề mặt nước chuyển động với vận tốc cố định $u$. Độ nhớt sẽ làm cho lớp nước dưới cùng bị kéo theo chuyển động của lớp phía trên.

Theo định luật Newton cho chất lỏng, trong các dòng chảy phân lớp (có thể tưởng tượng như các lớp dòng chảy song song), ứng suất tiếp tuyến $$

τ {displaystyle au } giữa các lớp này tỷ lệ với gradient của thành phần vận tốc $\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}u/\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}y$ theo hướng vuông góc với các lớp đó.

.

Dựa vào công thức trên, hằng số $\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}$ được gọi là độ nhớt động học, hay còn gọi là độ nhớt tuyệt đối (đơn vị kg·m/s hoặc Pa·s).

Đối với dòng chảy phân lớp với độ nhớt động học $\mathrm{\eta <!--\; \eta \; -->}$, ma sát trong được xác định theo định luật Newton như sau:

$\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}=-<!--\; -\; -->\mathrm{\eta <!--\; \eta \; -->}\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}v}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}n}$

Trong đó, v là vận tốc tại điểm xét, còn n là tọa độ theo phương vuông góc với các lớp chất lỏng.

Bên cạnh độ nhớt động học, khi nghiên cứu chuyển động của chất lưu và xem xét tác động của lực quán tính $F_{\text{qt}}$, vốn chính là khối lượng riêng $\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}$, người ta còn sử dụng một đại lượng quan trọng khác gọi là độ nhớt động học $\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}$, với đơn vị là m²/s.

.