КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Плътността и относителната плътност

Най-важните характеристики на механичните свойства на течността са нейната плътност и специфично тегло. Те определят "тегло" на флуида.

Чрез ρ плътността (кг / м3) течност маса м разберат затворени в една от неговия обем V, т.е.

ρ = m / V.

Вместо плътността във формулите могат да бъдат използвани като специфично тегло γ (N / m 3), т.е. тегло G, за единица обем V:

γ = G / V.

Плътността и специфичното тегло на течността свързани. Тази връзка може лесно да се инсталира, като се има предвид, че G = мг:

γ = G / V = мг / V = ρ г.

Промени в плътността и относителната плътност на флуида с промени в температурата и налягането са малки, и в повечето случаи те не го правят. Плътностите на най-често използваните течности и газове (кг / м 3): бензинови - 710 ... 780; керосин - 790 ... 860; Вода - 1000; живак - 13600; хидравлично масло (AMG-10) - 850; вретено масло - 890 ... 900; Индустриална масло - 880 ... 920; турбина масло - 900; Метан - 0,7; Air - 1.3; въглероден диоксид - 2.0; Пропан - 2.0.

1.3.2 Вискозитет
Вискозитет - .. е способността на течността, за да се противопоставят на срязване, т.е. имот, обратен поток (по-гъсти течности са по-малко течност). Вискозитет се проявява в появата на срязване (триене стрес). Да разгледаме ламинарен поток на течността по протежение на стената (фигура 1.3). В този случай инхибиране на потока течност, причинени вискозитета. Където скоростта на течността в долния слой, колкото по-близо е до стената. Според хипотеза срязване стрес Нютон произведени в слоя течност при Y разстояние от стената, определена от отношението

(1.5)

където dυ / ди - скорост градиент характеризиращи интензивността на темпа на растеж υ далеч от стената (Y-ос).

Зависимост (1.5) се нарича закон на триене на Нютон. За повечето от течностите, използвани в хидравлични системи, подлежащи на правото на триене на Нютон, и те се наричат ​​нютонови течности. Въпреки това, трябва да се има предвид, че е налице течност, в която законът (1.5) до известна степен разбити. Те се наричат ​​не-Нютонов флуид.

Стойността на М, посочен в (1.5) се нарича динамичен вискозитет на флуида. Тя се измерва в Pa ּ с 1 уравновесеност уравновесеност = 0,1 Pa с ּ. На практика обаче открих, по-широк вискозитет кинематична приложение:

, (1.6)

E Diniz последното измерване в системата SI е 2 м / сек или повече по-малки единици ст2 / S, който се нарича Stokes, 1-во = 1 cm 2 / S. За измерване на вискозитета CST също се използват: 1 CST = 0.01 Чл.

Най-
yazkost течности степен независими от температурата, вискозитета на течната капчица спада с увеличаване на температурата и вискозитет газ - увеличава (фигура 1.4). Това е така, защото течности в капчиците, където молекулите са близо един до друг, поради вискозитета на сили молекулни сближаване. Тези сили отслабват като температурата се покачва и вискозитетът намалява. Молекулите на газ са разположени по-далеч един от друг. вискозитет на газ зависи от интензивността на хаотичното движение на молекулите. Тъй като температурата се увеличава този интензитет и вискозитет от увеличения газове.



Вискозитет също зависи от течност под налягане, но промяната е незначителна, и в повечето случаи не се взема предвид.


1.3.3 свиваемост
Свиваемост - течност, е способността да променят обема си под натиск. Свиваемост капкови течности и газове варират значително. По този начин, капково течност при промяна на налягането се променя обема им е изключително ниска. Газове, обратно, може да се свие значително под налягане и се разширяват за неопределено време при липса на такива.

За да се отчете свиваемостта на газове при различни условия може да се използва газ уравнение или зависимост за политропен [4].

Свиваемост се характеризира с капчиците обем компресия β P (Pa 1):

,

където dV- промяна обем под налягане; DP - промяна в налягането; V - обем на течност.

знак минус във формулата се дължи на факта, че когато се увеличава налягането намалява обема на течност, т.е. нарастване на положително налягане предизвиква нарастване отрицателен обем.

Когато средната стойност на налягане и известен първоначален обем V 0 е възможно да се определи окончателния размер на течност

А (1.8)

и неговата плътност

(1.9)

Реципрочната стойност на коефициента на компресия насипно Област р., Наречен течни насипни модула на еластичност (или модул) K = 1 / β P (Ра). Тази стойност е включена в общата практика на Хук, която свързва промяната на налягането с промяна в обема

(1.10)

Еластичния модул на капково течности варира в зависимост от температурата и налягането. Въпреки това, в повечето случаи, К се счита за константа, като като средна стойност в диапазона от температури и налягания. Еластичните модулите на някои течности (в МРа): бензинови - 1300; керосин - 1280; Вода - 2000; живак - 32400; хидравлично масло (AMG-10) - 1300; Индустриална масло 20-1360; Индустриална масло 50-1470; турбина масло - 1700.
^ 1.3.4 топлинно разширение
Способността на течност се променя обема си с промяна на температурата се нарича топлинно разширение. Тя се характеризира с коефициент на топлинно разширение β т

(1.11)

където дТ - промяна на температурата; dV- промяна обем се дължи на температурата; V - обем на течност.

В крайни стъпки температурни

(1.12)

, (1.13)

Както се вижда от уравнения (1.12) и (1.13) с повишаване на температурата увеличава обема на течността, и плътността намалява.

Коефициентът на топлинно разширение на течности зависи от налягането и температурата, като вода при Т = 0 0 ° С и 0,1 МРа, р = β Т = 14 · 10 -6 1 / ° С, и при Т = 100 0 С и р = 10 МРа β Т = 700 · 10 -6 1 / ° С, т.е. промени 50 пъти. Въпреки това, на практика обикновено се взема средната стойност на температурата и налягането диапазон. Например, минерално масло

β т ≈ 800 · 10 -6 1 / ° С.

Ивицата е много промени неговия обем при промяна на температурата. За да се отчете тази промяна се използва уравнението на състоянието на газове, или формулата на политропен [4].
1.3.5 волатилност
Всяка капчица в състояние да променят своето агрегатно състояние, по-специално, за да се превърне в пара. Това свойство се нарича капчица изпаряване.

Най- хидравлика на най-важното е състоянието, при което изпарение започва интензивно по целия обем - кипящата течност. определени условия (температура и налягане) трябва да бъдат създадени, за да започне процеса на кипене. Например, дестилирана вода кипи при атмосферно налягане и температура от 100 ° С Все пак, това е частен случай на вряща вода. Същият водата да ври при различна температура, ако това ще бъде повлияна от друг налягане, което е. Д. За всяка стойност на температурата на течността, използвана в хидравличната система, има си налягане, при което се свежда.

Това налягане се нарича р на налягането на парите .. NP. Bp р стойност е винаги дава като абсолютно налягане и температура зависим.

Например, Фигура 1.5 показва зависимостта на парното налягане на водата от температурата. графика изолирана точка А, ^, съответстващ на температура от 100 ° С и нормално атмосферно налягане р а. Ако повърхността на свободна вода, за да се създаде по-високо налягане Р1, че кипи при по-висока температура T 1 (точка В на Фигура 1.5). Обратно, при p2 налягане на водата ниско кипи при по-ниска температура Т2 (точка C на фигура 1.5).
^ 1.3.6 Разтворимостта на газове
Много течности са в състояние да се разтвори газове. Тази способност се характеризира с количеството на разтворен газ за единица обем на течността е различен за различните течности и промени с увеличаване на налягането.

Относителният обем на газ, разтворен в течността, преди пълното му насищане може да се приеме от закона на Хенри пряко пропорционална на налягане, т.е.

V г / V г = KP / р 0,

където V г - обем на разтворени газове се коригира до нормални условия 0, T 0);

V г - обем на течност;

K - коефициент на разтворимост;

р - налягането на флуида.

коефициент к, има следните стойности при 20 0 С: Вода - 0,016, керосин - 0.13 минерално масло - 0.08, течен AMG-10 - 0.1.

Чрез понижаване на налягането в течността се освобождава разтворен газ, по-силен от разтваря в него. Това явление може да се отрази неблагоприятно на функционирането на хидравлични системи.

2 хидростатични
^ 2.1 Свойства на хидростатично налягане. Основното уравнение на хидростатичното
Наречен хидростатично хидравлика раздел, който се занимава със законите на баланса на течностите и практическото им прилагане. В течност в покой има само напрежение на натиск и не може да работи на срязване стрес, като всеки стрес течност срязване ще предизвика неговото движение, т.е. нарушава състояние на покой. В глава 1, беше показано, че напрежението на натиск причинява сила действа перпендикулярно на безкрайно поле. Следователно първият имот хидростатичното налягане: хидростатично налягане действа перпендикулярно на повърхността и се свива, че е действия вътре в обема под внимание.

Вторият имот е хидростатичното налягане, че във всеки един момент в рамките на хидростатичното налягане на течността в покой, не зависи от ориентацията на площадката, на която тя действа, че е един и същ във всички посоки.

Въз основа на тези свойства, хидростатичното налягане може да се получи основното хидростатично уравнение. Да предположим, че резервоарът за течност се намира, и на р налягане, действащо от свободното си повърхност. (Risunok2.1). Ние дефинираме налягането р в произволна точка, която се намира на дълбочина ч.

D За да се определи P целевата налягане около произволно избрана точка вземем един безкрайно малки хоризонтална платформа ΔS и изгради върху него, за да отворите бутилка повърхността на течността. На избран обемът на течността надолу сила равна на произведението на налягането р 0 областта ΔS и теглото на избран обем течност G.

Избраната точка на желаното налягане Р действа еднакво във всички посоки (втората собственост на хидростатично налягане). Но за специален размер на налягане, създадено от тази сила действа перпендикулярно на повърхността и е насочена в обема (първата собственост на хидростатично налягане), т.е. сила е насочена нагоре и е продукт на р по област ΔS. След това състоянието на равновесие за избрания обема на течността във вертикална посока е равна

р ∙ ΔS - G - стр 0 ∙ ΔS = 0.

Тегло G избран течност цилиндър може да се определи чрез изчисляване на обем V:

G = V ∙ р ∙ г = ΔS ∙ ч ∙ ρ ∙ г.

Заместването математически израз за G в уравнението на равновесие и решаване по отношение на желания P налягане, най-накрая се получи

р = р 0 + ρ ж з. (2.1)

Това уравнение се нарича основно уравнение на хидростатичното. Тя ви позволява да се изчисли налягането във всяка точка на течността в покой, тъй като количеството на налягането р 0 на външната повърхност на течност под налягане се дължи на теглото на течността се над тях - ρ Ж З.

0 р стойност е същата за всички точки на обема на течността, така че свойствата дадени хидростатично налягане, може да се каже, че се прилага към външната повърхност на флуид под налягане се съобщава на всички точки на течност във всички посоки в еднаква степен. Тази разпоредба е известен като закон на Паскал.

налягането на флуида, както се вижда от формула (2.1), се увеличава с увеличаване на дълбочината и линейно при дадена дълбочина е постоянна. Налягането на повърхността на всички точки, където същите се нарича повърхностно ниво. В случая, когато само на силата на гравитацията действа на нивото на повърхността на течността е хоризонтална равнина, а свободната повърхност е равна повърхност.

Вземете на произволна височина на хоризонталната равнина на сравнението. Обозначаващ от Z разстоянието от тази равнина до точката, в процес на разглеждане, като Z 0 - разстоянието до свободната повърхност и подмяна в уравнение (2.1) часа по Z - Z 0, получаваме основния хидростатично уравнението в друга форма:

, (2.2)

Тъй като точката под внимание, е произволно, може да се твърди, че за всяка точка на определен обем течност

,

The Z координата се нарича геометричната височина, стойността на п / ρg - пиезометричната височина, и тяхната сума - хидростатично главата. Така, хидростатичното налягане е постоянно за целия обем на течността в покой.

Основният хидростатично уравнение широко се използва за решаване на практически проблеми. Въпреки това, когато се използва в практически изчисления е необходимо да се обърне специално внимание на височина Н, тъй като това може да отнеме както положителни, така и отрицателни стойности.

В действителност, ако точката, в която ние се определи налягането е под точката с първоначалното налягане, математическата нотация на основния закон на хидростатиката сложи знак "+", както във формула (2.1). И в случая, когато точката, в която определя налягането е над налягането от източника, в Уравнение знак "+" се променя на "-", т.е.

р о р = - ρ ж з.

Когато изберете символ в основната хидростатичен закон трябва винаги да се помни, че по-ниската (по-дълбоко) е точка в течността, толкова по-голям натиск в този момент.

В заключение, следва да се добави, че основната хидростатично уравнението е широко използван при измерването на налягането.
^ 2.2 устройство и инструменти за измерване на налягане
Както е показано в раздел 1, може да бъде абсолютно налягане, свръхналягане и вакуум. В инженерство хидравлика излишък и вакуум налягане се използват най-често, така че измерването на този натиск ще плащат най-голямо внимание.

Най-простото устройство за измерване на свръхналягането е пиезометър, която е вертикално монтиран прозрачен тръба, горният край на който е отворен към атмосферата, а дъното е прикрепен към съда, в който се измерва налягането (фигура 2.2). Прилагайки (2.1) на течността, съдържаща се в пиезометъра, получаваме

р ABS = р а + ρ GH р,

където ABS р - абсолютно налягане в течността, в мястото на закрепване на пиезометър

р а - атмосферно налягане.

От височината на течността покачване в пиезометър (пиезометричната височина)

, (2.3)

Така пиезометричната височина е височината на течната колона, съответстваща на прекомерно налягане в даден момент.

от пиезометър измервания се извършват в единици за дължина, така че понякога налягането се изразяват по отношение на определена височина на течната колона. Например, атмосферно налягане от 760 mm Hg. Чл., Съответства на височината на 760 в пиезометъра. Заместването на тази стойност в уравнение (2.3) = ρ Hg 13 600 кг / м 3, ние получаваме атмосферното налягане 1,013 • 10 5 Ра. Това nazyvaetsyafizicheskoy атмосфера стойност. Тя се различава от техническата среда, която съответства на 736 мм живачен стълб. Чл. Този номер може да бъде получена чрез заместване във формулата (2.3) р = 1 в хижите и изчисляване на височина з п.

В стъклена тръба може да се измери и вакуумно налягане в течността в тръбата падне под измерване на ниво (вж. Фигура 2.2б). В този случай,

р ABS = р а - ρ GH р,

отгдето , (2.4)

Формула (2.4) определя максималната височина на течния всмукване. Поставянето р = 0 корема и не се взема предвид налягането на наситената пара, ние получаваме

,

При нормално атмосферно налягане (0.1033 МРа), височината Н макс е равна на 10.33 m вода, бензин - 13.8 m, живак - 0760m, и така нататък.

C
Hema най-общо течни манометри и вакуумни датчици са показани на Фигура 2.3.
Фигура 2.3 - Схема на течни манометри:

а) U - образен манометър; б) Габаритът на чаша; в) уред за измерване на диференциално налягане;

г) два флуида микроманометър; г) чаша манометъра на два флуида.
P ezometry прост дизайн и предоставя висока точност. Въпреки това, те не позволяват да се измери високи налягания. Потвърдете това със следния пример. Нека пиезометър се измерва iz6 свръхналягане р = 0,1 MPa ≈ 1 атмосфера в течност с плътност, равна на плътността на водата (ρ = 1000 кг / м 3). Тогава от (2.3) при определени условия, за да получите височината на водния стълб в пиезометъра N ≈ 10 м, което е много znachitelnoyvelichinoy. В инженерство, с помощта на по-високи налягания (стотици атмосфери), което ограничава използването на пиезометри.

Подобна по принцип да работят с живак устройства позволяват 13,6 пъти, за да се намали пиезометричната височина (живак 13,6 пъти по-тежък от водата). Но живак е токсичен, и на такива устройства в инженерната практика са престанали да се прилагат.

Широко разпространени в нивото на техниката за измерване на пружината налягане получени манометри. Основният елемент на такъв инструмент (Фигура 2.4) е пружиниращ тънкостенни тръби 1 (обикновено месинг). Единият край на тръбата се затваря и е подвижен и други фиксирани и се доставя измереното налягане. Подвижната края на тръбата 1 е свързан кинематично със стрелката 3. Налягането променя променя позицията си и се движи стрелката 3, което показва съответния номер на скалата 2.

Пролет устройства за измерване на вакуум не разполагат с основни или структурни разлики от уредите за измерване на пролетта налягане. Прибори за измерване на вакуум габарити се наричат.

Също така произвежда инструменти, които измерват колко свръхналягането и вакуума. Те са наречени манометри.

В метеорологията, измерването на абсолютните стойности на атмосферното налягане се извършва с помощта на барометър. абсолютно налягане няма практическо значение за инженерни системи.
^ 2.3 Силата на натиск върху плоска стена
D все още се счита за работно налягане течност. Въпреки това, по-практическо значение са сили, произтичащи от действието на течност в различни стена.

При определяне на сила, упражнявана от течността върху плоска стена, помисли общия случай, когато стената е наклонена спрямо хоризонталата в един ъгъл α и налягането р 0 (фигура 2.5) действа върху свободната повърхност на течността.

Ние се изчисли сила натиск F, действащ върху определена част от разглеждания район стена S. Х-ос е насочена по линията на пресичане на равнина на стената на свободната повърхност на течността, а оста у - перпендикулярна на линията, в равнината на стената.

Експресна първата елементарна сила на притискане на безкрайно DS площ:

DF = р DS = (р а + ρ GH) DS = р на DS + ρ GHD S,

където р о - налягане на свободната повърхност;

з - дълбочина място DS сайт.

За да се определи общата сила F интегрират този израз върху цялата площ S:

където - област DS координира.

Последният интеграл е статичен момент на площ S по отношение на оста х и ravsn продукт на тази област чрез координатите на центъра на тежестта (точка C), което означава,

,

следователно

,

където з а - площ на центъра на тежестта местоположение на дълбочината S.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Плътността и относителната плътност

; Дата: 12.14.2013; ; Прегледи: 1482; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.22
Page генерирана за: 0.056 сек.