1. Свойства жидкостей

В гидромеханике под жидкостью понимают все вещества, обладающие более или менее существенной текучестью (см. п. 1.2.), то есть способностью деформироваться под действием приложенных сил. Такие текучие вещества иногда называются флюидами (от латинского fluidus– текучий). К текучим веществам относятся все обычные жидкости и газы.

К основным свойствам жидкости можно отнести плотность, сплошность, вязкость, растворимость, капиллярность, текучесть и др. Рассмотрим некоторые из них.

1.1. Сплошность. Свойство сплошности противоположно свойству дискретности системы.

Характерное свойство сплошной среды – непрерывность распределения вещества и физических характеристик среды в пространстве.

Примеры: неизменяемая сплошная среда – абсолютно твердое тело. Изменяемая сплошная среда – упругие, пластические, жидкие, газообразные тела.

1.2. Текучесть, или легкая подвижность

Характеризуется тем, что касательные напряжения в среде (внутреннее трение) существуют лишь при относительном (относительно друг друга) движение слоев среды. В состоянии покоя эти напряжения исчезают. Иными словами, касательные напряжения в жидкости существуют при наличии скорости деформации.

Деформация проявляется в движении слоев среды относительно друг друга. Если такого сдвига скоростей нет, если все слои движутся с одинаковой скоростью, деформации среды нет.1.3. Плотность. Плотность – это масса единицы объема. В жидкости она в общем случае является функцией точки. Плотность в точке

(1.1)

где М – масса в объеме V.

В качестве стандартной плотности воздуха при проведении расчетов вентиляционных систем принимается  = 1,2 кг/м³, что соответствует сухому воздуху при t = 20⁰С и давлении 1,01·10⁵ Па (760 мм рт. ст.).

Жидкость, в которой плотность зависит от давления и температуры, т.е. для которой

(1.5)

называется бароклинной. Однако во многих случаях достаточно учитывать лишь зависимость плотности от давления, т.е. учитывать зависимость

 = f(р). (1.6)

Жидкость, плотность которой описывается зависимостью (1.6), называется баротропной.

1.4. Вязкость.Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление ее деформации, т.е. перемещению одной ее части (слоя) относительно другой. Это свойство (вязкость) проявляется в «прилипании» соприкасающихся между собою слоев жидкости, а также жидкости к ее твердым границам.

Вязкость характеризуется динамическим коэффициентом вязкости , называемым иногда просто вязкостью, и кинематическим коэффициентом вязкости , находящимися в соотношении

(1.16)

где - плотность жидкости. Их размерности: = ; =

Величина равная называется «пуаз»: 1 пуаз = .

Динамическая вязкость в основном зависит от температуры и рода текучего вещества и практически не зависит от давления.

1.5. Сжимаемость – свойство жидкости изменять свою плотность при изменеии давления и (или) температуры.

Плотность капельных жидкостей при температуре и давлении отличных от начального

, (1.17)

где и - коэффициенты температурного расширения и объемного сжатия, то есть относительные изменения жидкости при изменении соответственно температуры и давления на 1 единицу

; (1.18)

Величина обратная называется модулем упругости

.

Сжимаемость жидкостей характеризуется модулем объемной упругости , входящим в обобщенный закон Гука

,

где приращение (в данном случае уменьшение) объема жидкости , обусловленное увеличением давления на .

1.6. Температурное расширениеопределяется соответствующим коэффициентом, равным относительному изменению объема, при изменении температуры на :

. (1.21)

1.7. Испаряемость жидкостей характеризуется давлением насыщенных паров в функции температуры.

Давлением насыщенных паров можно считать то абсолютное давление, при котором жидкость закипает при данной температуре. Следовательно, минимальное абсолютное давление, при котором вещество находится в жидком состоянии, равно давлению насыщенных паров .