Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КУРС ЛЕКЦИИ ГИПС мой.doc
Скачиваний:
260
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
8.35 Mб
Скачать

Сжимаемость

Сжимаемость — это способность жидкости изменять свой объем под действием давления. Сжимаемость капельных жидкостей и га­зов существенно различается. Так, капельные жидкости при изме­нении давления изменяют свой объем крайне незначительно. Газы, наоборот, могут значительно сжиматься под действием давления и неограниченно расширяться при его отсутствии.

Для учета сжимаемости газов при различных условиях могут быть использованы уравнения состояния или за­висимости для политропных процессов.

Сжимаемость капельных жидкостей характеризуется коэффи­циентом объемного сжатия (Па-1):

,

где Δр — изменение давления; ΔW изменение объема под дей­ствием Δр;W0 — начальный объем.

Знак минус в формуле обусловлен тем, что при увеличении давления объем жидкости уменьшается, т.е. положительное при­ращение давления вызывает отрицательное приращение объема.

Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия рр, на­зывается объемным модулем упругости жидкости (или модулем упругости) К= 1\βр (Па).

Модуль упругости капельных жидкостей изменяется при изме­нении температуры и давления. Однако в большинстве случаев К считают постоянной величиной, принимая за нее среднее значе­ние в данном диапазоне температур или давлений. Различают изо­термический и адиабатический модули упругости. Причем обыч­но для расчетов используют изотермический модуль. Адиабатичес­кий модуль применяется при анализе быстротечных процессов. Изо­термические модули упругости некоторых жидкостей (МПа): бен­зин — 1300; керосин — 1280; вода — 2000; ртуть — 32 400; масло гидросистем (АМГ-10) — 1300; масло индустриальное 20 — 1360; масло индустриальное 50 — 1470; масло турбинное — 1700.

Температурное расширение

Капельные жидкости изменяют свой объем и при колебании температуры. Это их свойство, называемое температурным расши­рением (так как с увеличением температуры объем их увеличива­ется), характеризуется коэффициентом объемного расширения βt(К-1):

Βt=,

где ΔT — изменение температуры; ΔW — изменение объема под действием ΔТ; W0 — начальный объем.

Газы весьма значительно изменяют свой объем при изменении температуры. Для учета этого изменения используют уравнения состояния газов (см. подразд. 8.1) или формулы политропных про­цессов (см. подразд. 8.5).

Парообразование

Любая капельная жидкость способна изменять свое агрегатное состояние, в частности превращаться в пар. Это свойство капель­ных жидкостей называют парообразованием.

В гидравлике наибольшее значение имеет условие, при котором начинается интенсивное парообразование по всему объему — ки­пение жидкости. Для начала процесса кипения должны быть со­зданы определенные условия (температура и давление). Например, дистиллированная вода закипает при нормальном атмосферном давлении и температуре 100 °С. Однако это является частным слу­чаем кипения воды. Та же вода может закипеть при другой темпе­ратуре, если она будет находиться под воздействием другого дав­ления, т.е. для каждого значения температуры жидкости, исполь­зуемой в гидросистеме, существует свое давление, при котором она закипает. Такое давление называют давлением насыщенных паров рн п. Величина рн п всегда приводится в абсолютных давлени­ях и зависит от температуры.

Для примера на рис. 1.5 приведе­на зависимость давления насыщен­ных паров воды от температуры. На графике выделена точка А, соответ­ствующая температуре 100 °С и нор­мальному атмосферному давлению /V Если на свободной поверхности йоды создать более высокое давле­ние ри то она закипит при более высокой температуре Тх (точка В на рис. 1.5). И наоборот, при малом дав­лении р2 вода закипает при более низкой температуре Т2 (точка С на рис. 1.5).

Парообразование происходит при постоянном давлении, то и температура двухфазной среды также остается по­стоянной, а ее повышение начинается только после перехода всей жидкости (до мельчайших капель) в газообразное состояние. Эта особенность двухфазной среды используется в паровых машинах и большинстве холодильных установок. При этом двухфазную среду называют влажным паром (газ со взвешенными каплями жидко­сти), а чисто газообразное состояние жидкости — сухим паром.Если парообразование происходит в закрытом сосуде, то оно сопровождается повышением давления. Процесс идет по линии от точки С к точке А, затем В и далее (см. рис. 1.5). Это недопусти­мо, так как может привести к аварийному разрушению сосуда (взрыву).