Менделеев Д.И. О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании (1124038), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Величина трения на квадратную меру дяз, обусловливающая движение рек, показывается этим постоянством лучше, чем каким-либо другим способам, и она же объясняет изменение скоростей в данном сечении, начиная от берегов и поверхности (где вязкость для воды больц>ез), так Эту самую велячкку прн изучении трения по трубкам найдем, знал радяус трубки г, потому что ()л =-.гз, д = йкг; Л есть там действующее дзв- 4 ленке, а Е данна трубке. Для капиллярных трубок г(о) = — ро,' т. е.
измег кается с радиусом я пропоринональко первой степени скоростк. Базен показал нечто подобяое дчя волоороводяых труб. з Это показывают длч води и ее растворов опыты Плато с очевидностью (см. Л. Р! а1еа я. 81апйяе ехрйгнпеаса)е е> шеопчае без 11л(чыез. Рас!з, ОавыегЧжагз, Т. П, гл. ЧП, 1З73).
Оя показ>л, что вязкость мвогях жидкостей ка поверхности больше, чем вяугря. Для етого внутре к ка ооверхяостк жялкосгей оя определил время одного размаха магниткой стрелкк, уклокеквой с восгока ва запад (собственно, прл уклоне от магкятяого меридкаяа ва зб~) к приходящей к нормальному положению. Приводвлл средяве его числа.
е Сль стр. ЯОО. (Прим. лед.) 396 О сопготивлении жидкОстей что наибольшая скорость (подобно тому, как в трубе) соответствует некоторой струе, идущей посреди реки в небольшой глубине под уровнем (а в трубе почти в центре ее). Всего же важнее обратить внимание на числа, полученные Дю-Бюа (1779), Эйтильвейном (1801), Вольтмоном, Брюнингом, Дарси н Базеном„ Гьюмфри и Абботом (Нпср)тгеуа апг1 АЬЬО1) и многими другими из определения скоростей о, сечений Я, поперечных периметров Ь 4 и падений --. Они сведены Прони, Сен-Венаном, Дарси, Хагеном, Гангюилле и многими другими. ' Большинство выражает 7(О)=ао+Ьпз. Влияние а мало, главная роль Ь.
Прони, Эйтильвейн и Ламейер дают для Ь значения 0.309, 0.366 и 0.378, для а величину 0.044, 0.024 и 0.022. Сен-Венан ' принимает Ятг) = 0.401 э" 21 гдеп= —,. Вейсбах (для труб) считает Ятт)=атгз+Ь)гага. Брамс (1753), Таднни и другие выражают Ятг) = Ьтгз, где Ь =0.4. В новейшее время исследователи применяют более сложные формулы. Таковы формулы Гьюмфри и Аббота, Базена (1865) и др. Так, Базен принимает 7(о) = (а + — ) э, где а и Ь постоянные, г= —. Величина а принимается меняющеюся от 0.15 до 0,28 н 4 Ь от 0.004 до 0.35, смотря по степени гладкости поверхности дна канала.' По существу дела ясно, что понятие о трении, как о препятствии или сопротивлении, т. е.
о силе, свойственной воде, даже помещая в чяслнтеле время (секунды) одного размаха данной стрелки, наблю- 4.6 денное на поверхностн. а в знаменателе — внутри жидкости. Вода 24, ганпе- 2160 8.0 4.4 рнн — —, насыщенный раствор соды —, селитры †. У другнх жндкостей 1!76 ' 4.6' 2.4 ' 1.5 1.4 30,3 1.1 обратно. Спирт —, скнпндзр —, оливковое масло =, зфнр —, сероуглерод 3.3 ' 3.4 ' 79.5' 1.5' 2,6 —. Хотя метода н сомннтельна по точностн„но различия так велпкн н наблюдатель так хорош, что общая слгысл явлення должно считать установленным несомненно.
г Подробное н обстоятельное изложение этого предмета, равно как н свод ясследованнй, каса!ощнхся течення воды по трубам, находится у Огаз)то1 (Тйеоге!жсйе МазсЫпеп!еьге, Т. 1, 1874, 723). а Аппа!ез г!ез ш!пея (4) хх, я оп и е !. 11!с!!оппа!ге без!!4атпбшапчпез арр!1- чпбз, 1867, стр. 174. з Такие же формулы н выводы, столь же согласные в крупных числах как между собою, так н с чясламн, полученными для открытых каналов, н столь же разнообразные по способу вх выраження, получаются Лля шнрокнх труб. Это показывает малое влнянне стенок.
Кроме того, прямые опыты показывают, что в водопроводных трубках сопротнвленне не намекается с велнчнно1о давления. Особенный кнтерес в атом н многнх других отношеннях составляют практнческн важные исследования даром !йесйегспез етрбгппеп!а!ез, ге1аптез ап шопчешеп1 бе Геап бапв 1ез !пуапх, 1857), который прямо наблюдает разность уровней в двух манометрах, сообщающпхся с двумя местами трубы, по кото- влхснкйшик свкдкния о сопготивлкнии сгкды 397 и здесь не уяснено окончательно ни опытным, ни теорегическим путем.
То что называется здесь трением, имеет только некоторое отдаленное отношение к предмету, нас занимающему, т. е. определению бокового сопротивления (сопротиаления по направлению, параллельноь!у с путем) тела, движущегося в воде. На 1 кв. и гладкой поверхности при скорости=1 м трение составляет лишь 0.18 кг,' по исследованию Бофуа. Ту же почти величину дают опыты Вейсбаха над стеклянными и новыми свежими металлическими трубами, как видно было выше и что принял Равнин. При в=1 м получается трение = 0.15 кг по Фроуду, а если движется твердое тело с гладкою поверхностью в неподвижной воде. А когда течет вода, то судя по предшествующему, в трубах н реках трение достигает 0.37 кг на кв.
метр при в=1, т. е. в дза раза больше первой величины. Известно, что при осадках в трубах и неровностях дна каналов величина эта еще растет. Вся замечаемая разность может быть приписана одним неровностям поверхностей труб и каналов, потому что определения Фроуда показывают, что трение поверхности грубого песка почти в два раза превышает трение гладкой поверхности. Так, например (прнложенне 7), на 20 футах расстояния на 1 кв. фут трение гладких поверхностей (при скорости = 1Офут.)=0.24 фунт., для поверхности же, покрытой грубым песком, =0.49 фунт.
А описывая опыты этого исследователя (стр. Збб), мы видели, что получаемые для неровной поверхности величины сопротивлений состоят из: 1) трения илн бокового сопротивления н 2) так называемого прямого сопротивления, принадлежащего массе отдельных песчинок. Следовательно прямые результаты, полученные в реках и трубах, не дают прямо трения. Это вырахсают, допуская так называемое скольжение, различая внешнее трение от внутреннего в первое у поверхности твердого тела об его неровности, а второе †толь между частицами жидкости. Ясно, что дело становится неуловимо сложным н произвол в применении к практике не уничтожается, хотя подробности дела н уясняются. И теперь, после многих исследований о трении (хотя разнообразия н точности в опытах еще и мало) жидкостей, еще нельзя, нет никакого права, не только считать трение за причину всякого сопротивления, но даже и определять его меру в разных случаях прн разных скоростях.
Все то общее, что ныне мохсно сказать по отношению к измерению трения жидкостей, мне кажется, заключается в следующем. рой течет вода, н наблюденную разность высот делят на длину, что и дает ту велнчнну, которую немцы называют „ьеинпхлчпйегз1апопопе". Более полные опытные н теоретнческне исследования прггнадлежат Хагену, Мейеру н Бусинеску. 1 По формуле 0.029о+0.1536о", стр, 355.
з По формуле 0.122 (ел+0.27 о), стр. 369. о сопготивлвнни итпдкоствй 1) Трение есть сопротивление (т. е, сила), которое рождается, между жидкостью и телом (будет лн это та же, или др)тая жидкость, или твердое тело — все равно) при относительном их движении. Притом все равно — движется ли твердое тело в жидкости, или жидкость около твердого тела. В обоих случаях мера сопротивления, при прочих равных условиях, одна и та же. В опытах Кулона, Максвеля и др. движется диск в неподвижнои жидкости, а у Пуазеля движется вода в неподвижной капиллярной трубке, — внутреннее трение выводится одно н то же, считая его пропорциональным о. Точно так же из опытов Вейсбаха над трубками и Бофуа пад доскою — выводится одна величина трения, считая его пропорциональным вт.
2) Трение это не зависит от давления, под которым совершается, и определяется скоростью, природою жидкости и меро>о трущихся поверхностей. Поэтому оно глубоко отличается от трения твердых тел, а потому его было бы приличнее называть касательным ~тангенциальным), или параллельным, или продольным сопротивлением. ' 3) Определению подлежали до сих пор только те случаи трения жидкостей, когда направления трущихся плоскостей совпадали с направлением движения. Как велико трение на наклонных плоскостях,— неизвестно по опыту," но во всяком случае должно предполагать, что на наклонной плоскости оно больше, чем на параллельной; это потому, что относительную скорость скольжения или трения на наклонной плоскости при уклоне а можно предполагать близкою тс —, если на параллельсо а' ной плоскости скорость=ю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
