![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Гидростатическое давление.
Физические свойства жидкостей, используемые в гидравлических расчетах: Плотность r, кг/м3 - отношение массы однородной жидкости (М) к занимаемому объему (V):
Удельный объем – величина, обратная плотности: m = 1/r. Плотность капельной жидкости зависит, в основном, от температуры:
ПЛОТНОСТЬ ПРЕСНОЙ ВОДЫ Таблица 1
Плотность газов зависит от температуры и давления:
ПЛОТНОСТЬ СУХОГО ВОЗДУХА ПРИ Р = 0, 1 мПа Таблица 2
Сжимаемост ь - относительное изменение объема жидкости V на величину DV при равномерном всестороннем сжатии данного объема на величину DР. Сжимаемость характеризуется коэффициентом объемного сжатия:
Коэффициент объемного сжатия есть величина, обратная модулю объемной упругости: Е = 1/ bV, Па. (1.1.3)
Температурное расширение - относительное увеличение объема жидкости V на величину DV, соответствующую приращению температуры на величину DТ. Расширение характеризуется коэффициентом температурного расширения:
Средняя величина коэффициента bt для капельных жидкостей в интервале температур от t1 до t2 определяется:
Вязкость – свойство жидкости при движении сопротивляться сдвигающим усилиям, возникающее за счет трения на поверхностях соприкосновения жидких слоев друг с другом, Вязкость характеризует степень текучести и выражается через динамический и кинематический коэффициенты вязкости. Динамическая (абсолютная) вязкость (m) выражает силу внутреннего трения на единицу площади соприкасающихся слоев жидкости. Сила трения пропорциональна изменению скорости по сечению потока (градиенту скорости du/dy), площади соприкосновения слоев S и динамической вязкости: Единица измерения динамической вязкости паскаль – секунда (Па . с). Кинематическая вязкость (n) - отношение динамической вязкости к плотности жидкости – В справочной литературе значение n часто приводится в стоксах (Ст): 1 Ст = 1 см2/с =10-4 м2 /с. Для капельных жидкостей вязкость зависит от температуры и практически не зависит от давления.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ ВОДЫ n, 106 м2/с Таблица 3
Для газов кинематическая вязкость возрастает с увеличением температуры и уменьшается с увеличением давления. Для совершенных газов (к которым можно отнести реальные двухатомные газы и их смеси) взаимосвязь между плотностью, давлением и температурой газа массой m = 1 кг выражается уравнением Клапейрона: РV = RТ или где Р – абсолютное давление, Па; R- удельная газовая постоянная, Дж/ кг .К; Т – абсолютная температура, К. На практике вязкость измеряется вискозиметрами и часто выражается в условных градусах Энглера (оЕ). Для перехода к кинематической вязкости служит эмпирическая формула Убеллоде: n = (0, 0731 оЕ – 0, 0631 / оЕ) 10-4, м2 /с (1.1.9) Испаряемость жидкости характеризуется давлением насыщенных паров. Давление насыщенных паров (РН.П) – давление паров жидкости, насыщающих пространство над свободной поверхностью. Поверхностное натяжение жидкости обусловлено силами молекулярного притяжения поверхностного слоя жидкости, стремящимися сократить свободную поверхность. По сравнению с давлением на плоской поверхности, давление на выпуклой поверхности (в несмачиваемой капиллярной трубке) увеличивается, а на вогнутой (смачиваемой) уменьшается на величину, определяемую по формуле Лапласа: РПОВ = s [ (1/r1) + (1/r2)] (1.1.10) где s - поверхностное натяжение, Н/м; r1, r2 – главные радиусы кривизны. Поверхностное натяжение зависит от температуры: s = sо - b Dt (1.1.11) где sо – поверхностное натяжение при соприкосновении с воздухом при температуре 0 оС. Для воды sо = 0, 076 Н/м, b = 0, 00015 Н/ м . оС. Формула (1.10) для определения увеличения давления в капиллярных трубках принимает вид: РПОВ = 2s / r или hКАП = 2 s / r g r (1.1.12) где r – радиус трубки (капилляра); hКАП – высота капиллярного поднятия, соответствующая давлению РПОВ. Данные о физических свойствах жидкостей и газов приводятся в справочной литературе. Некоторые справочные данные приводятся в качестве примера в таблицах 1…3 данного пособия.
Гидростатическое давление, Р - сила, действующая на точку в неподвижной жидкости. Единицы измерения давления: Основная единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па). 1Па = 1 Н/м2, 1кПа = 103 Па (килопаскаль), 1мПа = 106 Па (мегапаскаль). Внесистемные единицы: 1) Высота столба жидкости с плотностью r: h = Р / r g. При нормальных условиях 1 мм вод.ст. = 9, 806 Па 1 мм рт. ст. = 133, 322 Па. 2) Атмосфера: 1 атм = 760 мм рт. ст. = 101325 Па. 1 ати - избыточное давление, выраженное в атмосферах. 3) При больших значениях давления и приближенных расчетах используются соотношения: 1атм =105 Па = 0, 1 МПа = 10 м вод.ст. = 1 кг/см2 Величина вакуума дополнительно измеряется: - долями атмосферы, если считать атмосферу за 1; - в %, если считать 1 атмосферу за 100%. Гидростатическое давление обладает двумя основными свойствами: 1) всегда направлено по нормали к поверхности, на которую действует и направлено внутрь объема (является сжимающим); 2) при изменении ориентации (угла наклона) поверхности величина давления в точке, относительно которой происходит поворот, не изменяется;
|