Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Основные физические свойства жидкости.docx
Скачиваний:
119
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
102.91 Кб
Скачать
  1. Основные физические свойства жидкости: плотность, сжимаемость, растворимость газов, объёмное расширение, парообразование, кипение, кавитация.

Важнейшим физическим свойством жидкости, определяющим её концентрацию в пространстве, является плотность жидкости. Под плотностью жидкости понимается масса единицы объёма жидкости:

где:        М - масса жидкости,

W - объём, занимаемый жидкостью.

В международной системе единиц СИ масса вещества измеряется в кг, объём жидко­го тела в м 3 ,тогда размерность плотности жидкости в системе единиц СИ - кг/м 3. 

Сжимаемость жидкости — это ее свойство изменять объем при изменении давления. Это свойство характеризуется коэффициентом объемного сжатия или сжимаемости, выражающим относительное уменьшение объема жидкости при увеличении давления на единицу площади. Для расчетов в области строительной гидравлики воду считают несжимаемой. В связи с этим при решении практических задач сжимаемостью жидкости обычно пренебрегают.

начальный объём жидкости, (при начальном давлении),

 коэффициент объёмного (упругого) сжатия жидкости.

Испарянемость. При повышении температуры жидкости и, в некоторых случаях, при снижении давления часть массы капельной жидкости постепенно переходит в газообраз­ное состояние (пар). Интенсивность процесса парообразования зависит от температуры кипения жидкости при нормальном атмосферном давлении: чем выше температура кипе­ния жидкости, тем меньше её испаряемость. Однако, более полной характеристикой испа­ряемости следует считать давление (упругость) насыщенных паров, данное в функции температуры. Чем больше насыщенность паров при данной температуре, тем больше ис­паряемость жидкости.           

Температурное расширение. Это свойство жидкостей изменять свой объем характеризуется коэффициентом температурного расширения (t) представляющим собой относительное изменение объема жидкости W при изменении температуры t на 1°С и постоянном давлении:

t= , оС-1. (2.8)

Растворимость газов в жидкостях характеризуется объемом растворенного газа в единице объема жидкости и определяется по закону Генри:

Wг= Wг a Р/ Ратм, где Wг объем растворенного газа; Wж – объем жидкости; a – коэффициент растворимости; Р - давление; Ратм - атмосферное давление.

Кавитация – это местное нарушение сплошности течения жидкости с образованием паровых и газовых пузырей (каверн), обусловленное местным падением давления в потоке. В движущейся жидкости возможны локальные изменения давления, например при обтекании твердых тел пли вибрации.

  1. Вязкость жидкости. Формула Ньютона. Динамическая и кинематическая вязкость. Единицы и приборы для измерения жидкости.

Вязкость, внутреннее трение, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость – важная физико-химическая характеристика веществ, которую приходится учитывать при перекачивании жидкостей и газов по трубам (нефтепроводы, газопроводы).

Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном:

 , где τ – касательные напряжения жидкости τ = T/w, T – тангенциальная (касательная) сила, вызывающая сдвиг слоёв жидкости (газа) относительно друг друга, w – площадь слоя, по которому происходит сдвиг; = – градиент скорости течения (быстрота её изменения от слоя к слою), иначе – скорость сдвига. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом динамической вязкости (). Он количественно характеризует сопротивление жидкости (газа) смещению её слоёв. Знак «плюс» или «минус» в формулах принимается в зависимости от знака градиента скорости.

Величина обратная коэффициенту динамической вязкости , называется текучестью

j=. Наряду с динамической вязкостью ( часто рассматривают кинематическую вязкость ():

 (2.12)

где – плотность жидкости или газа.

Единицами кинематической вязкости служат м2/с и см2/с, ранее использовались стоксы, 1 Стокс=1∙10-4 м2/с. Вязкость жидкостей измеряют с помощью приборов-вискозиметров (от позднелатинского viscosus – вязкий). Наиболее распространены вискозиметры капиллярные, ротационные, с падающим шариком, ультразвуковые.