ВЯЗКОСТЬвозникает высокое давление, которое разъединяет металлические поверхности. Вследствие этого сила трения определяется толь — Рис. 6.
ко внутренним трением жидкости, а не трением между твердыми поверхностями.
На основании этой теории (данной Рейнольдсом в 1886 и разработанной потом исследованиями многих других ученых) сконструированы т. н. подшипники «Michell». Они совершенно оправдали предположения теории. Потеря энергии в них значительно меньше, чем в старых подшипниках, и они являются надежными даже при очень высоких нагрузках. Во всех этих подшипниках между осью и телом подшипника имеется ряд тел, укрепленных таким образом, что они могут несколько поворачиваться (см. рис. 6) и автоматически принимают наклон, соответствующий данной нагрузке.
Влияние В. на движение твердого тела в жидкости. Когда твердое тело движется через жидкость или газ, то его поверхность всегда увлекает за собой ближайший к нему слой жидкости или газа. Более удаленные слои движутся с иной скоростью; следовательно, между этими слоями, перемещающимися друг относительно друга, возникают силы трения, являющиеся причиной образования вихрей в жидкости (или газе), находящейся за телом (см. Вихревые движения). Вихри оказывают большое влияние на общее движение жидкости вдоль тела. Давление в вихревой области за телом обыкновенно бывает меньше; т. к. в центре передней стороны тела давление увеличивается, то тело испытывает равнодействующую силу в направлении, противоположном направлению его движения, т. е. тело испытывает сопротивление движению. Силы трения также участвуют в сопротивлении. Однако, у нетонких тел равнодействующая давлений значительно больше равнодействующей сил трения.
Турбулентное течение. Когда мы описывали течение жидкости между двумя плоскопараллельными стенками и течение ее через трубу, мы предполагали, что скорость жидкости незначительна. Экспериментальные исследования показали, что когда скорость превышает нек-рую критическую величину, то вид течения совершенно изменяется. Жидкие частицы в этом случае вертятся беспорядочно, и в каждой точке области течения скорость беспрестанно изменяется по величине и направлению. Только средняя скорость всей массы имеет постоянное значение. Такое течение называетсятурбулентным. Беспорядочное движение частиц в значительной мере увеличивает сцепление и смешение слоев; следовательно, в этом случае внутреннее трение, действующее между слоями, перемещающимися относительно друг друга, во много раз больше, чем в случае регулярного (или так наз. ламинарного) течения, описанного выше (рис. 1). Надо отметить, что беспорядочное турбулентное движение никогда не распространяется до слоев, непосредственно прилегающих к стенкам. В этих слоях течение всегда остается регулярным.
В случае течения через трубу распределение средних скоростей различных концентрических слоев имеет вид, изображенный на рис. 7. Буквы а, а обозначают так наз. нижний ламинарный слой, к-рый находится вдоль стены трубы; в нем скорость увеличивается от значения нуль у стены до величины, приблизительно равной средней скорости всей массы. В центральной части трубы средние скорости различных слоев мало отличаются друг от друга. Т. к. сконем"Тами^аХ слое вдоль стены во — а много раз больше, | . А чем в случае соверj шенно ламинарно- ----J-----п го течения, то сила трения здесь имеет j ......... гораздо большее a. ___L______ __ л. --. д Z= р«г=: ИйИЙШШ цах трубы, которая Рис. 7. может удерживать в равновесии и силы трения, в случае турбулентного течения приблизительно пропорциональна квадрату скорости.
Внутреннее трение твердых тел. Под действием больших сил твердые тела, — напр., металлы, — могут испытывать остающуюся деформацию. Когда нагрузка достаточно высока, металл начинает течь.
Можно сравнить это течение металла с течением жидкости; но т. к. течение металла чрезвычайно медленно, то мы можем заключить, что внутреннее трение металлов при данных обстоятельствах чрезвычайно велико. Точное изучение этих явлений трудно, т. к. обыкновенные металлы представляют собой конгломерат маленьких кристаллов, направления к-рых определяются сложными и недостаточно выясненными законами. При этом, свойства всякого металлического тела изменяются при деформации. В случае тел, состоящих из одного кристалла (монокристалла), можно предполагать, что внутреннее трение зависит от направления плоскости сдвига по отношению к кристаллич. осям.
Математическое выражение силы трения. Рассмотрим еще раз движение жидкости или газа между двумя плоскопараллельными стенками, описанное выше (рис. 1). Сила трения /, действующая на единицу поверхности, прямо пропорциональна v (скорости стенки В) и обратно пропорциональна величине h (расстоянию между стенками).
Так как она зависит от свойства данной жидкости или газа, то мы можем написать, что (1). где у — коэффициент В. жидкости или газа. Величины этого коэффициента, или абсолютной В., для нек-рых жидкостей и газов даны в таблице на ст. 119—120,
