Основные физические свойства жидкостей и газов
Механические и физические свойства жидкости, газовые законы. Динамический коэффициент вязкости. Ньютоновские и аномальные жидкости. Изучение понятия единичной массовой силы. Растворы полимеров, пластичные материалы, обладающие порогом текучести.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.12.2013 |
| Размер файла | 19,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция
Основные физические свойства жидкостей и газов
Под жидкостью в гидравлике принимают сплошную среду, обладающую свойством текучести.
Текучесть жидкости обусловлена тем, что жидкость способна оказывать достаточно сильное противодействие сжимающим усилиям и практически не оказывает сопротивления растягивающим (сдвигающим) усилиям. Именно поэтому жидкость принимает форму сосуда, в котором заключена.
С точки зрения механических свойств жидкости делят на:
- малосжимаемую (капельную);
- сильносжимаемую (газообразную).
Капельные жидкости обладают объемом, который практически не меняется под воздействием сил, поэтому в малых количествах они принимают сферическую форму, а в больших образуют свободную поверхность.
Газообразные жидкости способны к весьма значительному уменьшению объема под действием давления и неограниченному расширению при его отсутствии.
Т.о. капельные жидкости легко меняют форму и с трудом объем. Газы же легко изменяют как объем и, так и форму.
Основные физические свойства и газовые законы.
Удельный вес
г = G/V,
где G - вес вещества, V - объем. [H/м3]
Плотность жидкости
с = m/V [кг/м3]
г = mg/V = сg
Закон Бойля-Мариотта
P1V1 = P2V2
Закон Авогадро
Равные объемы разных газов при одинаковой температуре содержат одинаковое количество молекул. При нормальных условиях объемы различных газов одинаковы и равны 22,4 л.
Уравнения состояний идеального газа.
PV =zRT,
где
P - давление газа [кгс/см2]
V - удельный объем [м3/кг]
T - абсолютная температура [К]
R - газовая постоянная =8,31 Дж/(моль?К)
Реальные газы отклоняются от законов для идеального газа, причем, это отклонение тем больше, чем выше давление и ниже температура. Коэффициент, учитывающий эти отклонения, называется коэффициентом сжимаемости (z).
Закон Дальтона
Дальтон установил, что давление смеси идеальных газов равно сумме давлений отдельных газов, составляющих эту смесь (парциальных давлений).
Парциальным называется давление, которое имеет входящий в состав смеси отдельный газ в объеме и при температуре смеси.
Р = Р1+Р2+…+Рn
Объемное расширение или сжатие - свойство жидкости изменять объем при изменении давлений. Характеризуется коэффициентом вv
вv = 1/?Р ? ?V/V [м2/H]
?P - изменение давления
?V - изменение объема
V - первоначальный объем
Е = 1/ вv -модуль упругости [H/ м2]
Температурное расширение - свойство жидкости изменять Vобъем при изменении температуры. ВТ
ВТ= 1/?Т ? ?V/V [град-1]
?Т - изменение температуры
Вязкость - это способность жидкости оказывать сопротивление перемещению слоев. Не зависит от давление; не зависит от температуры.
При движении жидкости между отдельными ее слоями или частицами возникают силы трения. Рассмотрим жидкость, находящуюся между двумя пластинами:
U
nРазмещено на http://www.allbest.ru/
U = 0
Возникает сила трения обратная давлению пластины.
T = мS dU/dn
T - сила трения
dU/dn - градиент скорости (величина, показывающая как изменяется скорость при переходе от одного слоя к другому)
dU - изменение скорости
dn - расстояние между слоями
S - площадь соприкасающихся слоев жидкости
м - динамический коэффициент вязкости.
При выполнении гидравлических расчетов используется кинематический коэффициент вязкости
н = м/ с [м2/см]
н зависит от температуры (с увеличением температуры вязкость капельных жидкостей уменьшается, а газов увеличивается).
Ньютоновские и неньютоновские (аномальные) жидкости.
Жидкость, вязкость которой определяется природой и состоянием (температура, давление), называется ньютоновской (вода, пар, воздух).
Жидкость, вязкость которой не является постоянной, а зависит от времени действия и величины касательных напряжений, называется неньютоновской (растворы полимеров, пластичные материалы, обладающие порогом текучести).
Однофазные и многофазные жидкости.
Ньютоновские жидкости представляют собой жидкости однофазной системы. На практике чаще всего встречаются двухфазные системы.
Пример:
Жидкость - газ (вода и воздушные пробки в водопроводе),
Жидкость - твердые частицы (сточная вода),
Жидкость - пар (система отопления, конденсат).
Модели жидкостей.
В зависимости от решаемой задачи в гидравлике используют следующие модели жидкости:
Невязкая и несжимаемая.
Т.е. такая жидкость, в которой отсутствуют силы трения и плотность не изменяется с изменением температуры и давления (идеальная).
Невязкая и сжимаемая.
Т.е. такая жидкость, в которой отсутствуют силы трения, а плотность изменяется с изменением давления и температуры. Используется для газов.
Вязкая и несжимаемая.
Т.е. такая жидкость, в которой присутствуют силы трения, плотность постоянна. Используется при движении капельных жидкостей.
Вязкая и сжимаемая.
Т.е. такая жидкость, в которой присутствуют силы трения, плотность непостоянна. Это наиболее точная модель, отвечающая как жидкостям, так и газам.
Силы, действующие в жидкости.
Различают внешние, внутренние, массовые и поверхностные силы.
Внешние - такие силы, которые действуют на жидкость извне, со стороны других материальных тел.
Внутренние - силы, которые возникают, если из жидкости выделяется некоторый объем, а оставшаяся часть отбрасывается. Действие же отброшенной части заменяется силой, так же как и действие выделенного элемента на отброшенную часть жидкости.
Внутренние - силы, равные по величине и противоположенные по направлению. Всегда парные. А в целом в объеме жидкости сумма всех внутренних сил равна нулю.
Массовые - силы, действующие на единицу массы жидкости и пропорциональные этой массе (сила тяжести, инерции, центробежная сила).
Поверхностные - силы, которые действуют на поверхность жидкости и пропорциональны ее площади (трение, поверхностное натяжение).
В гидравлике принято иметь дело с единичной массовой силой.
Единичная массовая сила - сила, отнесенная к массе, она численно равна ускорению.
жидкость ньютоновский вязкость текучесть
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вязкость - свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одного слоя вещества относительно другого. Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса. Законы и соотношения, использованные при расчете формулы.
лабораторная работа [531,3 K], добавлен 02.03.2013Силы и коэффициент внутреннего трения жидкости, использование формулы Ньютона. Описание динамики с помощью формулы Пуазейля. Уравнение Эйлера - одно из основных уравнений гидродинамики идеальной жидкости. Течение вязкой жидкости. Уравнение Навье-Стокса.
курсовая работа [531,8 K], добавлен 24.12.2013Определение силы гидростатического давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности, в закрытом резервуаре. Специфические черты гидравлического расчета трубопроводов. Определение необходимого давления рабочей жидкости в цилиндре и ее подачу.
контрольная работа [11,4 M], добавлен 26.10.2011Причина возникновения сил вязкого трения в жидкостях. Движение твердого тела в жидкости. Определение вязкости жидкости по методу Стокса. Экспериментальная установка. Вязкость газов. Механизм возникновения внутреннего трения в газах.
лабораторная работа [61,1 K], добавлен 19.07.2007Конвективный теплообмен в однородной среде. Свободная (естественная) и вынужденная конвекции. Физические свойства жидкостей. Коэффициенты динамической вязкости, объемного (температурного) расширения жидкости. Гидродинамический пограничный слой.
презентация [100,5 K], добавлен 18.10.2013Сущность ньютоновской жидкости, ее относительная, удельная, приведённая и характеристическая вязкость. Движение жидкости по трубам. Уравнение, описывающее силы вязкости. Способность реальных жидкостей оказывать сопротивление собственному течению.
презентация [445,9 K], добавлен 25.11.2013Реологические свойства жидкостей в микро- и макрообъемах. Законы гидродинамики. Стационарное движение жидкости между двумя бесконечными неподвижными пластинами и движение жидкости между двумя бесконечными пластинами, двигающимися относительно друг друга.
контрольная работа [131,6 K], добавлен 31.03.2008Экспериментальная проверка формулы Стокса и условий ее применимости. Измерение динамического коэффициента вязкости жидкости; число Рейнольдса. Определение сопротивления жидкости, текущей под действием внешних сил, и сопротивления движущемуся в ней телу.
лабораторная работа [339,1 K], добавлен 29.11.2014Определение вязкости биологических жидкостей. Метод Стокса (метод падающего шарика). Капиллярные методы, основанные на применении формулы Пуазейля. Основные достоинства ротационных методов. Условия перехода ламинарного течения жидкости в турбулентное.
презентация [571,8 K], добавлен 06.04.2015Сущность метода Стокса по определению коэффициента вязкости. Определение сил, действующих на шарик при его движении в жидкости. Оценка зависимости коэффициента внутреннего трения жидкостей от температуры. Изучение ламинарных и турбулентных течений.
лабораторная работа [1001,4 K], добавлен 15.10.2010Уравнение неразрывности потока жидкости. Дифференциальные уравнения движения Эйлера для идеальной жидкости. Силы, возникающие при движении реальной жидкости. Уравнение Навье - Стокса. Использование уравнения Бернулли для идеальных и реальных жидкостей.
презентация [220,4 K], добавлен 28.09.2013Реальное течение капельных жидкостей и газов на удалении от омываемых твердых поверхностей. Уравнение движения идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для несжимаемой жидкости. Истечение жидкости через отверстия. Геометрические характеристики карбюратора.
презентация [224,8 K], добавлен 14.10.2013Расчет кинематического коэффициента вязкости масла при разной температуре. Применение формулы Убеллоде для перехода от условий вязкости к кинематическому коэффициенту вязкости. Единицы измерения динамического и кинематического коэффициентов вязкости.
лабораторная работа [404,7 K], добавлен 02.02.2022Физические свойства жидкости. Гидростатическое давление как скалярная величина, характеризующая напряжённое состояние жидкости, порядок ее определения. Основное уравнение гидростатики. Измерение вакуума. Приборы для измерения давления, снятие показаний.
реферат [132,1 K], добавлен 16.04.2011Свойства материалов: механические, физические, химические. Виды деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб. Расчет плотности, теплопроводности и теплоемкости материалов. Огнестойкость материалов: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.
презентация [32,0 M], добавлен 10.10.2015Основное свойство жидкости: изменение формы под действием механического воздействия. Идеальные и реальные жидкости. Понятие ньютоновских жидкостей. Методика определения свойств жидкости. Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение.
лабораторная работа [860,4 K], добавлен 07.12.2010Поле вектора скорости: определение. Теорема о неразрывности струн. Уравнение Бернулли. Стационарное течение несжимаемой идеальной жидкости. Полная энергия рассматриваемого объема жидкости. Истечение жидкости из отверстия.
реферат [1,8 M], добавлен 18.06.2007Физические свойства жидкости. Гидростатика и гидродинамика: движение жидкости по трубопроводам и в каналах; ее истечение через отверстия и насадки. Сельскохозяйственное водоснабжение и мелиорация. Сила давления на плоскую и криволинейную поверхности.
методичка [6,3 M], добавлен 08.04.2013Физические свойства жидкости и уравнение гидростатики. Пьезометрическая высота и вакуум. Приборы для измерения давления. Давление жидкости на плоскую наклонную стенку и цилиндрическую поверхность. Уравнение Бернулли и гидравлические сопротивления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.11.2014Классификация материалов по электропроводности. Сегнетоэлектрические материалы, их физические свойства и особенности применения в технике. Кристаллическая структура и физические свойства титаната бария. Зонная структура и электропроводность.
дипломная работа [6,6 M], добавлен 26.03.2012
