Основные свойства капельных жидкостей. Плотность, удельный вес, сжимаемость. Тепловое расширение.

Основные свойства капельных жидкостей. Плотность, удельный вес, сжимаемость. Тепловое расширение.

 

Плотность ρ (кг/м^3) называют массу жидкости, заключенную в единицу объема; для однородной жидкости

ρ=m/V

Удельным весом γ (Н/м^3) называют вес единицы объема жидкости, т.е.

γ=G/V

Связь между удельным весом и плотность: ρ=G/(gV)=γ/g

Сжимаемость, или св-во ж. изменять свой объем под действием давления, хар-сякоэф. βρ (м^2/H) объемного сжатия, который представляет собой относительное изменение объема, приход-ся на ед. давления, т.е.

Βρ= -(dV/dp)(1/V) Βρ=dw/(w₀dp)

ρ=ρ₀/(1-Βρ*dp) w=w₀*(1-Βρ*dp)

Величина, обратная. βρ,представляет собой объемный модуль упругости К

∆V/V= -∆p/K

Температурное расширение хар-сякоэф. βт объемного расширения, кот. Предаставляет собой относительное изменение объема при изменении темп. Т на 1 град. И постоянном объеме, т.е.

βт= (1/V1)(∂V/∂T) βт=dw/(w₀dt) w=w₀*(1+Βρ*dt)

 

 

2. Вязкость жидкости. Влияние температуры и давления на вязкость жидкости. Единицы и методы определения измерения вязкости.

(Вместо у иdyпишите n иdn)

Вязкость - сопротивление действию внешних сил, вызывающих течение жидкости. Вязкость зависит от температуры и давления (>1МПа).

F=±µ*s*(du/dn) µ - Динамическая коэф вязкости

du/dn – градиент скорости (характеризует изменение скорости приходящееся на 1 расстояния между слоями dn в направлении нармалиn.

τ=±µ*(du/dn) - косатнапряжкоторое действует на поверхнсоприкосающихся слоёв.

→ [µ]=[τ]/[(du/dn)] 1Па*с=9.81 г/(см*с) 1г/(см*с)= 1П (пуас) 1П=100сП (сантипуас)

Объемная вязкость - превращение механической энергии объемной деформации в теплоту. Динамическая вязкость - характеризует силу внутреннего трения, возникающую на единице площади поверхности слоев жидкости. [Па ×с] Кинематическая вязкость - отношение динамической вязкости к плотности жидкости:

n = m_в / r [м² / с]

Вязкости капельных ж. зависит от температуры и уменьшается с увеличением последней. Вязкость газов, наоборот, с увеличением температуры возрастает.

Вязкость жидкостей зависит также от давления, однако эта зависимость существ.проявляется лишь при относительно больших изменениях давления (в несколько десятков МПа). С увеличением давления вязкость большинства ж. возрастает.

В сист. СГС за единицу вязкости принимают пуаз:

1 П = 1 дин∙с/см^2

1 П = 0,0102 кгс∙с/м^2

Кинематическая вязкость ν

ν=μ/ρ

Ед. измерения кинематической вязкости явл стокс:

1 Ст = 1 см^2/с

Вязкость жидкостей измеряют при помощи вискозиметров. Наиболее распространенным является вискозиметр Энглера, который представляет собой цилиндрический сосуд диаметром 106 мм, с короткой трубкой диаметром 2,8 мм, встроенной в дно. Время t истечения 200 см3 испытуемой жидкости из вискозиметра через эту трубку под действием силы тяжести, деленное на время г„од истечения того же объема дистиллированной воды при 20 ° С выражает вязкость в градусах Энглера: 1 °Е = t/t_вод, где t_вод = 51,6 с.

Для пересчета градусов Энглера в стоксы в случае минеральных масел применяют формулу

Закон Архимеда. Условия равновесия плавающих тел

На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом

W – объем жидкости, вытесненной телом

ρ – плотность жидкости

Сила действует вертикально вверх и приложена в центр тяжести погруженного объема

1) F > G, тело всплывает

2) F < G, тело тонет

3) F = G, тело плавает в полупогруженном состоянии

 

 

Для равновесия плавающего тела кроме равенства сил G = Fa должен быть равен нулю суммарный момент. Последнее условие соблюдается тогда, когда центр тяжести тела лежит на одной вертикали с центром водоизмещения. Условие устойчивого равновесия тела, плавающего в полностью погруженном состоянии заключаетсяв следующем: центр тяжести тела должен находиться ниже центра водоизмещения. Устойчивость равновесия тел, плавающих на поверхности жидкости, здесь не рассматривается.

Примеры применения уравнения Бернулли в технике. Расходомер Вентури, скоростная трубка, струйный насос.

1)РасходомерВентури.

α₁=α₂=1 т.р.д.

=> - теорит. расход , где А – константа расх.

- действительный расход. - коэф. расхода – показ., во сколько раз действит. расход меньше теоритического.

Струйный насос (эжектор) состоит из плавно сходящегося насадка^ А осуществляющего сжатие потока, и постепенно расширяющейся трубки С, установленной на некотором расстоянии от насадка в камере В. Вследствие увеличения скорости потока давление в струе на выходе из насадка

и по всей камере В значительно понижается. В расширяющейся трубке скорость уменьшается, а давление возрастает приблизительно до атмосферного (если жидкость вытекает в атмосферу), следовательно, в камере В давление обычно меньше атмосферного, т. е. возникает разрежение (вакуум). Под действием разрежения жидкость из нижнего резервуара всасывается по трубе D в камеру В, где происходят слияние и дальнейшее перемешивание двух потоков.

Трубка полного напора (или трубка Пито) служит для измерения скорости, например, в трубе. Если установить в этом потоке трубку, изогнутую под углом 90°, отверстием навстречу потоку и пьезометр, то жидкость в этой трубке поднимается над уровнем в пьезометре на высоту, равную скоростному напору. Объясняется это тем, что скорость v частиц жидкости, попадающих в отверстие трубки, уменьшается до нуля, а давление, следовательно, увеличивается на величину скоростного напора. Измерив разность высот подъема жидкости в трубке Пито и пьезометре, легко определить скорость жидкости в данной точке.На этом же принципе основано измерение скорости полета самолета. На рис. 1.35 показана схема самолетной скоростной трубки (насадка) для измерения малых по сравнению со скоростью звука скоростей полета.Запишем уравнение Бернуллн для струнки, которая набегает натрубку вдоль ее оси, а затем растекается по ее поверхности. Для сечений 0—0 (певоз- мущенный поток) и 1—1 (где v — 0), получаем P₀+ρ*v₀²/2=P₁Так как боковые отверстия трубки приближенно воспринимают давление невозмущенного потока, р2 = р0, следовательно из предыдущего имеем

V_o≈

Лопостные гидромашины. Гидродинамические передачи.Общие сведения. Основные параметры насосов.(напор, подача, давление. мощность, КПД).

Под гидромашинами понимают машины, создающие либо использ. потоки жидк. среды. Они делятся на насосы и гидродвигатели.

Насос – машина для создания напорного потока ж-сти с целью подачи её потребителю. С энергетической точки зрения работа насоса заключ. в преобразовании мех.энергии привода в энергию потока ж-сти.

Гидродвигатель – гидромашина, предназнач. для использ. напорного потока ж-сти с целью преобраз-ния его энергии в механич. работу.

Классификация насосов:

1)Динамические – силовое взаимодействие рабочего органа и ж-стипроисх. в проточной части, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса.

2)Объёмные насосы, в кот-х силовое взаимодействие рабочего органа и ж-стипроисх. в рабочей камере попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

Динамические насосы наз. проточными, а объёмные – герметичными.

Динамические насосы подразд-ся:

1)Центробежные – в кот-х движ. ж-стипроисх. в пл., нормальной к оси враения.

2)Диагональные – ж-стьдвиж. под углом к оси вращения.

3)Осевые – ж-стьдвиж. параллельно оси вращ.

Осн-ные параметры, характер-щие работу насосов:

1)напор насоса – приращение энергии, кот.получает ед-ца веса ж-сти, проходящей через насос.

Н=Е_н-Е_в

Р_в=Р_атм-Р_вак Р_н=Р_атм+Р_ман+ρgh₂

2)Давление Р=ρgHПа (МПа)

3)Подача Q – кол-во ж-сти, кот-е насос падаёт в нагнетательную линию в ед-цу времени

(м³/с, л/с, л/мин, см³/с)

4)Полезная мощность N_п – энергия, сообщаемая насосом всему потоку ж-сти в ед-цу времени.

5)Мощность насоса N – мощность, кот-я подводится к валу насоса со стороны двигателя.

6)N_п<N – η – КПД

Основные свойства капельных жидкостей. Плотность, удельный вес, сжимаемость. Тепловое расширение.

 

Плотность ρ (кг/м^3) называют массу жидкости, заключенную в единицу объема; для однородной жидкости

ρ=m/V

Удельным весом γ (Н/м^3) называют вес единицы объема жидкости, т.е.

γ=G/V

Связь между удельным весом и плотность: ρ=G/(gV)=γ/g

Сжимаемость, или св-во ж. изменять свой объем под действием давления, хар-сякоэф. βρ (м^2/H) объемного сжатия, который представляет собой относительное изменение объема, приход-ся на ед. давления, т.е.

Βρ= -(dV/dp)(1/V) Βρ=dw/(w₀dp)

ρ=ρ₀/(1-Βρ*dp) w=w₀*(1-Βρ*dp)

Величина, обратная. βρ,представляет собой объемный модуль упругости К

∆V/V= -∆p/K

Температурное расширение хар-сякоэф. βт объемного расширения, кот. Предаставляет собой относительное изменение объема при изменении темп. Т на 1 град. И постоянном объеме, т.е.

βт= (1/V1)(∂V/∂T) βт=dw/(w₀dt) w=w₀*(1+Βρ*dt)

 

 

2. Вязкость жидкости. Влияние температуры и давления на вязкость жидкости. Единицы и методы определения измерения вязкости.

(Вместо у иdyпишите n иdn)

Вязкость - сопротивление действию внешних сил, вызывающих течение жидкости. Вязкость зависит от температуры и давления (>1МПа).

F=±µ*s*(du/dn) µ - Динамическая коэф вязкости

du/dn – градиент скорости (характеризует изменение скорости приходящееся на 1 расстояния между слоями dn в направлении нармалиn.

τ=±µ*(du/dn) - косатнапряжкоторое действует на поверхнсоприкосающихся слоёв.

→ [µ]=[τ]/[(du/dn)] 1Па*с=9.81 г/(см*с) 1г/(см*с)= 1П (пуас) 1П=100сП (сантипуас)

Объемная вязкость - превращение механической энергии объемной деформации в теплоту. Динамическая вязкость - характеризует силу внутреннего трения, возникающую на единице площади поверхности слоев жидкости. [Па ×с] Кинематическая вязкость - отношение динамической вязкости к плотности жидкости:

n = m_в / r [м² / с]

Вязкости капельных ж. зависит от температуры и уменьшается с увеличением последней. Вязкость газов, наоборот, с увеличением температуры возрастает.

Вязкость жидкостей зависит также от давления, однако эта зависимость существ.проявляется лишь при относительно больших изменениях давления (в несколько десятков МПа). С увеличением давления вязкость большинства ж. возрастает.

В сист. СГС за единицу вязкости принимают пуаз:

1 П = 1 дин∙с/см^2

1 П = 0,0102 кгс∙с/м^2

Кинематическая вязкость ν

ν=μ/ρ

Ед. измерения кинематической вязкости явл стокс:

1 Ст = 1 см^2/с

Вязкость жидкостей измеряют при помощи вискозиметров. Наиболее распространенным является вискозиметр Энглера, который представляет собой цилиндрический сосуд диаметром 106 мм, с короткой трубкой диаметром 2,8 мм, встроенной в дно. Время t истечения 200 см3 испытуемой жидкости из вискозиметра через эту трубку под действием силы тяжести, деленное на время г„од истечения того же объема дистиллированной воды при 20 ° С выражает вязкость в градусах Энглера: 1 °Е = t/t_вод, где t_вод = 51,6 с.

Для пересчета градусов Энглера в стоксы в случае минеральных масел применяют формулу