Содержание
1 Введение 4
2 Основные свойства жидкости 5
2.2 Плотность, удельный вес жидкости, сжимаемость 5
2.3 Вязкость, текучесть, кавитация 6
2.4 Растворимость газов в жидкостях 8
2.5 Состояние насыщения 8
2.6 Поверхностное натяжение 9
2.7 Капиллярность 9
3 Гидромеханика 10
3.2 Гидростатика 10
3.2.1 Силы, действующие на жидкость 10
3.2.2 Основное уравнение гидростатики 11
3.2.3 Измерение давления в статической жидкости 16
3.3 Гидродинамика 17
3.3.1 Поток и его гидравлические элементы 17
3.3.2 Классификация основных видов движения жидкости 18
3.3.3 Уравнения движения потока жидкости 20
3.3.4 Трубка Пито. Измерение скорости потока 22
3.3.5 Способы измерения давления в потоке жидкости 23
3.3.6 Механическая энергия потока жидкости 25
3.3.7 Уравнение Бернулли 28
4 О применении теоретических основ на практике 31
Заключение 33
Список используемой литературы: 34
1Введение
Гидромеханика – фундаментальная физико-математическая наука, исследующая наиболее общие законы механического поведения жидкостей.
Техническая гидромеханика – наука о кинематическом и силовом взаимодействиях жидкости с элементами машин и механизмов.
Актуальность темы. В бродильной промышленности жидкость является основополагающей всех происходящих процессов. Мы перекачиваем жидкость из одного сосуда в другой, нагреваем ее, добавляем в жидкость дополнительные вещества для получения нужного результата. Причем мы используем не только воду, но и много других жидкостей, физические и химические свойства которых различаются. Таким образом, мы видим, что перед тем, как производить какие-либо действия над жидкостью, нам необходимо знать свойства этой жидкости, как она будет вести себя при изменении внешних параметров и какие процессы будут в ней происходить.
Целью данной работы является изучение теоретических основ технической гидромеханики с примерами наглядного применения их на практике на производстве бродильной промышленности.
Основные задачи исследования:
Изучить свойства и параметры жидкости;
Выявить суть гидростатики и гидродинамики;
Представить яркие примеры использования теории на практике.
Объектом исследования являются теоретические основы технической гидромеханики.
Предметом исследования является механическое поведение жидкости, т е исследование законов равновесия и движения жидкости.
2Основные свойства жидкости
Жидкость — непрерывная среда, обладающая свойством текучести, т. е. способная неограниченно изменять свою форму под действием сколь угодно малых cил, но в отличие от газа мало изменяющая свою плотность при изменении давления.
Капельная жидкость — это жидкости, обладающие определенным объемом, величина которого практически не изменяется под воздействием внешних сил (например, вода, нефть, керосин и другие малосжимаемые жидкости). Плотность у капельных жидкостей постоянна.
2.2Плотность, удельный вес жидкости, сжимаемость
Плотность ρ - масса жидкости в единице объема. Для однородной жидкости:
(1.1.1)
,
где m - масса жидкости в объеме V.
Единицы измерения ρ в системе СИ - кг/м3.
Плотности обычных капельных жидкостей (исключение - ртуть) близки к плотности воды и весьма слабо изменяются с изменением давления и температуры. С увеличением температуры плотность жидкости уменьшается. В производственных условиях плотность измеряют ареометром. [2]
Удельный вес γ - вес жидкости в единице объема:
(1.1.2)
,
где G - вес жидкости.
Единицы измерения γ в системе СИ - Н/м3.
У
(1.1.3)
,
где g - ускорение свободного падения.
Плотность является свойством, характеризующим инерционность жидкости, тогда как удельный вес одновременно отражает свойства гравитационного поля, в котором находится данная жидкость. [1]
Сжимаемостью называют свойство жидкости изменять свой объем под действием давления. С ростом давления объем жидкости уменьшается. Сжимаемость жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия βv:
(1.1.4)
где V - объем жидкости, м3; р – давление в ней, Па.
Единицы измерения βv в системе СИ – м2/Н.
Величину, обратную коэффициенту объемного сжатия, называют объемным модулем упругости жидкости
(1.1.5)