Физические свойства жидкости


Что такое ГИДРОДИНАМИКА

 

Гидродинамика, являясь одним из разделов гидравлики, рассматривает законы движения жидкости в трубах и каналах, через отверстия и насадки, а также закономерности обтекания жидкостью твердых тел.

Гидродинамика используется при расчете смазочных систем и систем охлаждения двигателей, карбюраторов, систем подачи и впрыска топлива.

Законы гидродинамики могут быть использованы и при исследовании движения газов, если их скорость значительно ниже скорости звука.

 

Физические свойства жидкости

К основным физическим свойствам жидкости, которые рассматривая в гидродинамике, относятся плотность, удельный вес, удельный объем, температурное расширение, сжимаемость и вязкость.

Плотность— это отношение массы вещества к его объему:

.

На плотность жидкости влияют температура и давление. Значения плотности некоторых жидкостей приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Значения плотности некоторых жидкостей

Жидкость ρ, кг/м3 Жидкость ρ, кг/м3
Вода МГ-22-А
Антифриз ТМ-5-18
Бензин Нефть
Керосин Ацетон
Дизельное топливо Спирт
Масло МГ-15-Б Глицерин

 

Удельный вес — это отношение веса жидкости к занимаемому объему:

.

Удельный объем жидкости — объем единицы массы этой жидкости:

Температурное расширение — свойство жидкости изменять свой объем при изменении температуры. С ростом температуры объем жидкости увеличивается и наоборот. Различные жидкости при увеличении температуры на одну и ту же величину увеличиваются в объеме по разному. Поэтому свойство жидкости увеличиваться в объеме с увеличением температуры характеризуется коэффициентом температурного расширения βт, который показывает изменение единицы объема данной жидкости при изменении ее температуры на 1 К (табл. 2).

Увеличение объема при нагревании рассчитывается по уравнению

где V0 – начальный объем жидкости;
T – изменение температуры.

В расчетах ДВС коэффициент температурного расширения считают постоянным, хотя на самом деле он зависит от условий нагревания или охлаждения, давления и начальной температуры.

 

Таблица 2. Значения коэффициентов температурного расширения некоторых жидкостей, 10-4 К-1

Жидкость βт
Вода
Антифриз
Нефть
Ртуть 1,8

 

Сжимаемость — свойство жидкости изменять объем при изменении давления.

где ∆V — изменение объема;

р — изменение давления;

βp — коэффициент объемного сжатия.

Коэффициент объемного сжатия показывает изменение единицы объема жидкости при изменении давления на 1 Па. Он зависит от условий сжатия, температуры и начального давления. При расчетах эта зависимость не учитывается.

Коэффициент объемного сжатия для воды равен 5 • 10-4 1/Па, для нефтепродуктов — 7 • 10-4 1/Па, для ртути — 0,3 • 10-4 1/Па.

Ввиду незначительных величин βp жидкости считаются несжимаемыми.

Вязкость— свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой.

Если плоскость 2 (рис. 1), находящаяся на расстоянии δ от плоскости 1, под действием силы F перемещается со скоростью V0, то слои жидкости, находящиеся между плоскостями, перемещаются с разными скоростями. При этом максимальная скорость V0 в точках контакта с плоскостью 2, минимальная (вплоть до нуля) в точках контакта с плоскостью 1.

Рис. 1. Схема изменения скорости жидкости, заключенной между неподвижной (1) и подвижной (2) пластинами

 

Если слои жидкости при движении не перемешиваются, то скорость в потоке изменяется по линейному закону, и отношение V0/δ представляет собой градиент скорости.

При скольжении слоев жидкости между ними возникают силы внутреннего трения, которые сопротивляются движению. На преодоление этих сил и расходуется внешняя сила F:

где η — динамический коэффициент вязкости или динамическая вязкость;

S — площадь трения (жидкости о пластину).

Динамическая вязкость учитывает свойства жидкости, от которых зависит ее внутреннее трение. В технике и в частности в гидравлике часто используется кинематическая вязкость ν, которая равна отношению динамической вязкости жидкости к ее плотности:

Для упрощения решения гидродинамических задач считают, что рассматриваемые жидкости не обладают температурным расширением, сжимаемостью и вязкостью. Такие жидкости в отличие от реальных называются идеальными.

 



Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 3916;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.