Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Общие сведения. 2.1 Физические свойства жидкостей2.1 Физические свойства жидкостей
Основными физическими свойствами жидкостей являются: плотность, удельный вес, сжимаемость, упругость, температурное расширение, вязкость, поверхностное натяжение и др. Плотность , кг/м3 - масса жидкости в единице объема. (2.1) где m — масса жидкости, кг; V — объем жидкости, м3. Значения плотности некоторых жидкостей приведены в приложении А. (2.2) где G - вес, рассматриваемого объема жидкости, Н; V - объем жидкости, м3. Поскольку вес тела (2.3) где g - ускорение свободного падения, то подставляя (2.3) в (2.2) получим взаимосвязь между удельным весом и плотностью: (2.4) Сжимаемость жидкости - это ее свойство изменять свой объем под действием давления, характеризующийся коэффициентом объемного сжатия βр, Па-1, который представляет собой относительное изменение объема, приходящееся на единицу давления. (2.5) где dp - изменение давления. Упругость — свойство жидких тел восстанавливать свой объем после прекращения действия внешних сил. Упругость характеризуется модулем объемной упругости Ео, величина которого обратная коэффициенту объемного сжатия:
(2.6) Температурное расширение характеризуется коэффициентом температурного расширения βt град-1, который представляет собой относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на 1 °С, т.е. (2.7) На поверхности раздела жидкости и газа действуют силы поверхностного натяжения, стремящиеся придать объему жидкости сферическую форму и вызывающие некоторое дополнительное давление. Однако это давление заметно сказывается лишь при малых объемах жидкости и для сферических объемов (капель), определяется формулой: (2.8) где δ - коэффициент полного натяжения жидкости; τ - радиус сферы. В трубках малого диаметра поверхностное натяжение вызывает подъем (или опускания) жидкости относительно нормального уровня. Это явление называется капиллярным эффектом. Вязкость — это свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) слоев жидкости. При движении жидкости между слоями возникают силы внутреннего трения, которые определяются по закону Ньютона: (2.9) при этом касательные напряжения, вызванные силой трения Т, будут равны (2.10) или (2.11) где du/dn - градиент скорости по нормали; S — площадь соприкасающихся слоев; μ - динамический коэффициент вязкости.
Таблица Б.7 - Объем и площади поверхностей цилиндра
Таблица Б. 8 - Объем и площади поверхностей конуса
Таблица Б.9 - Объем и площади поверхностей усеченного конуса
Таблица Б.4 - Объем и плошали поверхностей куба
Таблица Б. 5 - Объем и площади поверхностей пирамиды
Таблица Б.6 — Объем и плошали поверхностей усеченной пирамиды
Вязкость жидкостей с увеличением температуры уменьшается, а с увеличением давления увеличивается. Свойство вязкости проявляется при движении жидкости, им либо пренебрегают, в этом случае жидкость называют идеальной или невязкой, либо учитывают, тогда говорят о движении реальной жидкости.
2.2 Гидростатика
2.2.1 Гидростатическое давление
Силы, действующие на частицы жидкости, подразделяются на поверхностные и массовые. К поверхностным силам относятся силы, приложенные к поверхностям, которые ограничивают объем жидкости (силы давления, действующие на свободную поверхность, силы реакции стенок и дна сосуда и т.д.). К массовым силам относятся силы тяжести и силы инерции. Они характеризуются ускорениями, которые сообщаются каждой частице жидкости. Массовые силы непрерывно распределены по всему объему жидкости. Сила, действующая на единицу площадки по нормали к поверхности, которая ограничивает бесконечно малый объем внутри покоящейся жидкости, называется гидростатическим давлением. Гидростатическое давление в любой точке жидкости складывается из давления на её свободную поверхность и давления столба жидкости, высота которого равна расстоянию от этой точки до свободной поверхности: (2.12) где р - гидростатическое давление, Па; ро - давление на свободную поверхность жидкости, Па; - плотность жидкости, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; h — высота столба жидкости над данной точкой, м. Выражение (2.12) называется основным уравнением гидростатики. Из этого уравнения следует, что внешнее давление ро на свободную поверхность жидкости передается в любую точку жидкости равномерно (закон Паскаля). Гидростатическое давление называется полным или абсолютным рабе, а величина gh — относительным или, если на свободную поверхность жидкости действует атмосферное давление, избыточным давлением. Таким образом, если давление на свободную поверхность жидкости равно атмосферному, то
(2.13)
Когда абсолютное давление меньше атмосферного, измерительный 1 прибор показывает разряжение (вакуум) (2.14) Отрицательное избыточное давление называется вакуумметрическим давлением.
2.2.2 Сила гидростатического давления на плоскую и криволинейную поверхность
Полная сила, действующая на плоскую стенку, равна произведению величины смоченной площади стенки ω на гидростатическое давление в ее центре тяжести: (2.15) где hц.т. — глубина погружения центра тяжести смоченной части площади поверхности, м; ω - площадь смоченной части поверхности, м2. В открытом сосуде при р0=ра (2.16) Точка приложения силы Р называется центром давления, который обычно лежит ниже центра тяжести стенки. Координата центра давления определяется по формуле: (2.17) где уц.т. - координата центра тяжести смоченной части поверхности; I0 - момент инерции площади смоченной части поверхности относительно горизонтальной оси, проходящий через цент её тяжести; Для криволинейных поверхностей полная сила давления жидкости определяется по формуле: (2.18) где Px, Py, Pz — проекции полной силы Р на оси координат. В случае цилиндрической криволинейной поверхности
(2.19)
|