7 Неньютонівські рідини.
Аномальні (не ньютонівські) рідини – ті, що не задовольняють гіпотезі ньютона про текучість рідин. Наприклад:
Полімери, додані у воду, заповнюють пори та нерівності у стінках трубопроводів чим значно зменшують втрати та збільшують витрати рідини, самі залишаючись на місці.
Ферорідини - рідини з частинками заліза, нікелю, кобальту. За допомогою зміни магнітного напруження можна примусити спливати в таких рідинах тіла різної густини і визначати їх вагу, не торкаючись до них.
Електрореологічні рідини – рідини з дисперигованими в них полімерними частинками. У звичайних умовах вони не відрізняються від інших рідин. Потрапляючи в електричне поле, вони миттєво твердіють і навпаки. Це використовують у складно профільному виробництві або для закріплення заготовок перед механообробною без силового затиску.
Питання для самоперевірки:
1 Рідина з точки зору молекулярно-кінетичної теорії будови речовин.
2 Основні відмінності між рідинами і газами.
3 Відмінність ідеальних і реальних рідин та газів.
4 У чому полягають особливі властивості води?
5 Які рідини називають неньотонівськими?
Література:
1 Большаков В.А. Попов В.Н. Гидравлика. Общий курс: Учебник для вузов.-К.: Выща шк. Головное изд-во 1989.-215с.
2 Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982.- 423 с.
Лекція № 3.
Тема: Властивості тиску в нерухомій рідині.
Мета вивчення: Засвоєння студентами відомостей про властивості тиску в рідині що не рухається. Ознайомлення з існуючими приладами для вимірювання тиску
План:
Властивості тиску в нерухомій рідині.
Поверхні рівного тиску. Вільні поверхні рідини.
Диференційне рівняння Ейлера рівноваги рідини.
Інтегрування рівняння Ейлера.
Основне рівняння гідростатики. Закон Паскаля.
Прилади для вимірювання тиску.
Основний зміст
1. Властивості тиску в нерухомій рідині.
Гідростатика - розділ гідравліки, в якому вивчається рівновага рідин і дія рідин у спокої на занурені в них тіла.
Одною з основних задач гідростатики є вивчення розподілу тиску в рідині і визначення сил, що діють з боку рідини на тверді тіла.
Рідина-тіло з дискретною структурою, але часто цим нехтують для спрощення розрахунків і розглядають рідину як однорідне середовище.
Внаслідок текучості в рідині діють сили розподілені по об‘єму чи поверхні і діляться на внутрішні і зовнішні.
Внутрішні сили-сили взаємодії між частинками рідини.
Зовнішні сили-сили, що діють на частинки рідини з боку інших тіл або фізичних полів.
До зовнішніх сил належать:
Масові сили, що діють на частинки рідини і пропорційні масі частинок(сили тяжіння, інерції);
Поверхневі сили, що діють на точки поверхні тіла і пропорційні її площі.
Нехай на деякий об‘єм рідини W діють зовнішні сили. Виділимо біля довільної точки А безкінечно малий елементарний об’єм ΔW. Виділимо елементарну площадку S-S, Що проходить через точку А. Напруження δ в точці А є векторною величиною. В залежності від кута нахилу вектора δ повинен змінювати свій напрямок і модуль.
Рисунок 2.1-Напруження в елементарному об‘ємі рідини.
Повне напруження δ можна розкласти на нормальну складову δn та дотичну τ. Але, оскільки дотичне напруження практично відсутнє через значну текучість рідини, то модуль повного напруження не залежить від орієнтації площини S-S. Цю особливість можна довести математично, виразивши елементарний об‘єм у вигляді тетраедра.
Позначимо силу, що діє на точку А через Р (силу гідравлічного тиску), можна записати вираз для гідростатичного тиску рідини, що находиться у рівновазі:
,
або
(1)
Гідростатичний тиск p є модулем гідростатичного напруження δ, однаково діє на всі точки рідини і у всіх напрямках.