Una dintre principalele caracteristici mecanice ale fluidului sunt etsya densitatea acestuia.
Densitate (kg / m3) se numește o masă de lichid conținută într-un volum unitar; pentru un lichid omogen
unde m - masa de lichid în V. volum
Densitate specifica (N / m 3) este greutatea pe unitatea de volum de lichid, adică. E,.
unde G - greutatea lichidului din V. volumul
Legătura dintre greutatea specifică și densitatea y # 961; ușor de găsit, atunci când consideră că
Dacă lichidul nu este omogen, cu formula (1.4) și (1.5) determinând o valoare medie a gravității sau densitatea specifică într-un anumit volum. Pentru a determina adevărata valoare y p și un anumit punct ar trebui să fie considerat un volum în scădere la zero, și căutați limita raportul corespunzător.
Se aplică o densitate mai relativă a lichidului utilizat, egal cu raportul dintre densitatea de lichid cu densitatea apei la 4 C C:
discuta pe scurt proprietățile fizice de bază ale picăturilor de lichid.
A) Compresibilitatea. sau proprietăți de fluid pentru a schimba volumul său sub presiune, caracterizat coeficient pp (m 2 / N) de compresie al volumului, ceea ce reprezintă volumul relativ măsurabilă-nenie per unitate de presiune, adică. e.
Semnul minus în formulă datorită faptului că, atunci când incrementare presiune pozitivă p corespunde decrementat (m. E. Decrease) în volumul V.
Având în vedere creșterile finite # 916; p = - p1 și # 916; V = V-V1 și numărare # 946; p constantă, obținem
sau, considerând ecuația (1.8), vom găsi o formulă aproximativă pentru determinarea densității
unde # 961; 1 și # 961; - densitate la presiuni p1 și raportul p reciproc # 946, p. reprezintă modulul de volum lea K. Într-un modul K și formula diferențe finite (1.8) poate fi rescrisă ca funcție
care se numește legea lui Hooke generalizată.
Exprimându volumul de densitate, obținem
unde c - a vitezei undelor longitudinale într-un mediu elastic, care este egală cu viteza de sunet.
După cum rezultă din formula (1.9), cu apă sub presiune în creștere, de exemplu, până la 40 MPa, densitatea sa este crescut cu doar 2% și ulei - 3%. Prin urmare, în cele mai multe cazuri, picura evreilor oase pot fi considerate practic incompresibil, t. E. Pentru a lua densitatea lor nu depinde de presiune. Dar, la presiuni foarte mari si vibratii ale compresibilitate elastice de lichide ar trebui să fie luate în considerare.
Distinge modulul elastic adiabatic și izoterm. Origine mai mare decât al doilea de aproximativ 1,5 ori și este prezentat în procesele de comprimare fluide fugare fără căldură. Valorile de mai sus sunt valorile la modulul izoterme-sky.
B) .Temperaturnoe caracterizat coeficient de dilatare al pr expansiunii volumetrice, ceea ce reprezintă modificarea relativă a volumului atunci când temperatura T 1 ° C și o presiune constantă nominală, t. E.
Având în vedere creșterile finite # 916; V = V - Vl și # 8710; T = T - T 1 și ținând # 946; T constant, obținem
și luând în considerare (1.8), vom găsi o formulă aproximativă
unde # 961; 1 și # 961; - densitatea la temperaturi T1 și T.
B). Rezistența la tracțiune în teoria picăturii moleculare“poate fi foarte semnificativ. In experimentele cu apă purificată cu atenție și degazeificat în ea solicitări de tracțiune tranzitorii au fost obținute până la 23-28 MPa. Cu toate acestea, fluid pur tehnic care conține suspendat cha solid particula și bulele fine de gaz, nu poate rezista chiar nesemnificativă la tracțiune de stres negativ. Prin urmare, vom presupune că solicitarea la tracțiune în lichidul scade nu-posibil.
D). Pe suprafața lichidului și gazului sub acțiunea forțelor de tensiune de suprafață acționează tind să dea un volum de lichid care cauzează o formă sferică și oferind unele extra-Leniye. Cu toate acestea, această presiune este considerabil afectată numai la un volum redus de fluide și pentru volum sferic (picăturii) este determinată prin formula
unde # 963; - tensiunea superficială a lichidului; raza r- a sferei.
factor # 963; Acesta are următoarele valori (N / m) pentru diferite lichide, se invecineaza cu aer la o temperatură de 20 ° C: pentru apă 73 -3. -3 alcool 22.5. kerosenul 27 -3, Mercury 460 x 10 -3. Odată cu creșterea ritmului-turii tensiunea de suprafață scade.
Tuburile de diametru mic suplimentar de presiune obuslov tensiunii superficiale feud determină creșterea (sau scăderea) a lichidului relativ la niveluri normale, caracterizând
capilaritate fluid.
înălțimea de ridicare a fluidului de umectare (sau coborâre, lichidul neumectare) în diametrul tubului de sticlă d este determinată prin formula pentru meniscului semisferic
unde k (mm 2) are următoarele valori: 30 de apă, mercur - 10.1; alcool 11.5.
Cu capilaritate fenomen întâlnite atunci când se utilizează tuburi de sticlă mations-în dispozitive de măsurare a presiunii, precum și în unele cazuri, la expirarea lichidului. Valorile mari de câștig rezistență la suprafață tensiune a unei, locat-dyascheysya lichid în condiții greutate.
Fig.1.3 lichid vâscos curge de-a lungul peretelui solid
D) .Vyazkost este o proprietate lichidă să reziste la forfecare (de alunecare) a straturilor sale. Această proprietate se reflectă în faptul că, în lichid, în anumite condiții de separare condiți loc de exemplu tangențială-zheniya. Vâscozitatea este opus proprietate pentru a se obține: un lichid vâscos (. Glicerina, lubrifianți, uleiuri, etc.) sunt mai puțin curgător și vice-versa.
Când fluidul vâscos curge de-a lungul unui flux de inhibare a peretelui solid se produce datorită vâscozității (fig. 1.3). Viteza v scade odată cu scăderea distanță de peretele până la v = 0 când y = 0, o alunecare are loc între sdoyami însoțită de apariția unor tensiuni de forfecare (stres frecare)
Conform ipotezei, mai întâi exprimată de Newton în 1686 și apoi fundamentate experimental prof. N. P. Petrovym în 1883, tensiunea de forfecare în fluid depinde de tipul și natura fluxului și stratificat în interiorul este direct proporțională cu așa numitul gradientul vitezei transversală. astfel
unde # 956; - coeficientul de proporționalitate, cunoscut sub numele de dinamica-TION a viscozității lichidului; dv - viteza de creștere corespunzătoare increment-scheniyu coordonatele dy (a se vedea figura 1.3 ..).
Transversal dv gradient de / viteză dy determină rata de schimbare pe unitatea de lungime în direcția normală la perete și, prin urmare, caracterizează intensitatea de forfecare a fluidului la un anumit punct (sau mai degrabă dv / dy - este modulul de gradientul vitezei, gradientul în sine - vector) .
Din legea de frecare (5.11), rezultă că stresul de frecare sunt posibile numai lichid în mișcare, adică. E. Viscozitatea lichidului se produce numai atunci când ajunge. Tensiunile tangențiale Lichidul Quiescent va fi egal cu zero *.
Cele de mai sus conduce la concluzia că frecarea în lichide datorită vâscozității, sub rezerva legii, în principiu, de legea personală de frecare a solidelor.
În cazul în care fluxul de fluid este astfel încât există încă un gradient de curând STi în direcția perpendiculară pe planul figurii (vezi. Fig. 1.2), derivatul totală în formula (5.11), este necesar să se înlocuiască parțial derivatul dv / dy.
La tensiunea de forfecare constantă pe suprafața S forța tangențială (forța de frecare) totală care acționează pe această suprafață
Pentru a determina dimensiunea vâscozității # 956; (Pa * s) rezolva ecuație de (5.11), în ceea ce privește # 956;, astfel încât vom obține
Împreună cu vâscozitatea dinamică # 956; cinematică second-hand:
Unitatea de măsură a viscozității cinematice este stokc:
Cm 1 = 1 cm 2 / s. Sutime de Stokes numit cSt (TFP).
Vâscozitatea picăturii depinde de temperatura și de capacitatea de a crește în șifonarea acesteia din urmă (fig. 1.3). Vâscozitatea gazului, dimpotrivă, crește odată cu creșterea temperaturii. Acest lucru se explică prin diferența în natura viscozității lichidelor și gazelor. În lichide, moleculele sunt mult mai aproape decât în gazele, iar vâscozitatea este cauzată de forțele de coeziune moleculare. Aceste forțe cu temperatură crescută-niem redusă, astfel încât viscozitatea scade în vâscozitatea gazului de mișcare termică în principal aleatoriu datorită a moleculelor, a căror intensitate crește cu temperatura roz sheniem. De aceea, vâscozitatea gazului odată cu creșterea ratei de creșteri-turii.
Efectul temperaturii asupra viscozității lichidelor poate fi estimată prin formula
unde # 956; și # 956; 0 - viscozitatea la o temperatură T și T0; # 946; - coeficient a cărui valoare variază în uleiurile 0.02-0.03.
Fig. 1.4 Dependență de pod relativ ulm-os # 956; / # 956; 0 din valorile limită de presiune pentru coeficient # 945;.
Vâscozitatea este de asemenea dependentă de presiune a lichidului, cu toate acestea, această supra-dependență se manifestă în mod esențial doar relativ durere-Shih schimbă în presiune (câteva zeci de MPa). Cu o presiune crescândă, vâscozitatea durerii-shinstva topit lichide care pot fi estimate prin formula
unde # 956; și # 956; 0 - viscozitate la presiune p și p0. - coeficient a cărui valoare pentru uleiurile minerale variază 0.02-0.03 (limita inferioară corespunde temperaturilor ridicate, iar partea superioară - inferioară).
Apropierea depinde de pod relativ ulm-os # 956; / # 956; 0 din presiunea de ulei mineral este prezentat în (Figura 1.4.) Pentru valorile limită ale coeficientului # 945;.
Vâscozitatea fluidelor a fost masurata cu ajutorul, viscozimetre. Nai mai comun este Engler viscozimetru, care este un vas cilindric, cu un diametru de 106 mm, cu co-ROTKO tub cu diametrul de 2,8 mm, încorporat în partea de jos. Curgerea timpului t 200 cm3 din lichidul de încercare prin tubul viscozimetru sub acțiunea gravitației, împărțită la momentul expirării tvod același volum de apă distilată la 20 ° C în viscozitatea exprimă GRA-dusah Engler 1 ° E = t / tvod. unde tvod = 51,6 s.
Pentru a converti grade Engler Stokes formula utilizată în uleiuri minerale
F). Evaporarea caracteristic tuturor picăturilor de intensitate evaporare, dar variază în diferite lichide și depinde de condițiile în care acestea sunt situate.
Unul dintre indicatorii ce caracterizează evaporarea fluidului, o temperatură de punctul său de fierbere la normală atmosferică emanații lenii; Cu cât temperatura de fierbere, inferior lichid volatilitate. Presiunea hidraulică este normal, de numai cazul particular; de obicei, trebuie să se confrunte cu un vaporizarea-Niemi, și, uneori, cu punct de fierbere lichide în volume închise, la o dată sau de presiuni și temperaturi personale. Prin urmare, o mai cuprinzătoare Caracteristici-evaporare este presiunea trăsătură (elasticitatea) a vaporilor saturați RNP. exprimată ca o funcție de temperatură. Cu cât sunt mai da vapori Leniye-saturate la temperatura dată, mai hispanic lichid ryaemost. Odată cu creșterea temperaturii rn.p presiunii Chiva retras, dar diferitele fluide în grade diferite.
În cazul în care un lichid simplu este considerat etsya dependență complet determinat, apoi pentru fluide complexe, care prezintă amestecuri multicomponente (de exemplu, benzina, etc.), presiune /> n ea depinde uscat nu numai proprietățile fizico-chimice și temperatura, dar, de asemenea, pe raportul volumelor fazelor lichide și vapori, saturate presiunea de vapori crește cu creșterea volumului ocupat de faza lichidă. De obicei valorile presiunii de vapori sunt fluide complexe pentru raportul dintre vapori și faze lichide de 4: 1.
B). Solubilitatea gazelor în lichide se caracterizează gaz audio stvom ieșire dizolvat per unitate de volum de lichid este diferit pentru diferite lichide și modificări cu o presiune tot mai mare.
Volumul relativ al gazului dizolvat în lichid, înainte de saturarea completă poate fi asumată prin lege direct presiune pro-lui Henry proportional, adică. E.
,
unde Vr - volumul de gaz dizolvat este corectat la condiții standard; (p0 T0). Vl - volumul de lichid; k - raportul de solubilitate; p - lichid sub presiune.
Coeficientul k are următoarele valori, la 20 ° C: apa 0,016 0,13 petrol lampant, ulei mineral 0,08, fluid AMG-10 - 0.1.
Prin scăderea presiunii în lichidul este eliberat de gaz dizolvat, mai intens decât dizolvat în ea. Acest fenomen poate afecta negativ funcționarea sistemelor hidraulice.