6. Растворимость газов в жидкости.

Растворимость газов характеризуется количеством растворенного газа в единице объема жидкости.

Относительный объем газа, растворенного в единице объема жидкости до полного насыщения, можно считать по

закону Генри прямопропорциональным давлению т.е.

, где

V_г – объем газа, приведенного к нормальным условиям

(P₀,T₀)

V_ж – объем жидкости

k – коэффициент растворения

k=0,016 и 0,08 для воды и минерального масла

соответственно

При понижении давления растворенный в жидкости газ выделяется, что отрицательно влияет на работу гидромашин.

Гидростатика.

Гидростатика – это раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкостей и их практическое применение.

В неподвижной жидкости возможны лишь поверхностные силы давления, перпендикулярные поверхности. Следовательно, имеет место только один вид напряжений – сжатия. В отличие от твердых тел, в жидкостях невозможно растяжение.

1.Основное уравнение гидростатики.

Найдем гидростатическое давление на произвольной глубине h.

P_а

M

h

z₀ dS

z P

Выделим около точкиM элементарную площадку dS и вертикальный столбик жидкости высотой h. Сумма сил в проекции на вертикаль

поверхностные силы массовые силы

После группировки получим:

(1)

Полученное выражение является основным уравнением гидростатики. Оно позволяет определить давление в любой точке жидкости.

Величина P₀ – постоянна для всех жидкостей в объеме, поэтому давление приложенное к внешней поверхности жидкости передается всем точкам этой жидкости одинаково по всем направлениям.- Закон Паскаля

Поверхность, во всех точках которой давление одинаково, называется поверхностью уровня. В горизонтальном сосуде поверхностями уровня будут являться горизонтальные плоскости.

Заменяя z-z₀=h в уравнении (1), получим выражение для гидростатического напора.

z – геометрическая высота

- пьезометрическая высота, она представляет собой высоту столба жидкости, соответствующую данному давлению.

Рассмотрим процесс измерения давления в сосуде.

Пьезометрическая стеклянная трубка с открытым концом, подсоединенная к сосуду.

;

P_а

P₀

h_p

P_абс

Давление может быть выражено в единицах измерения h(м).

Одной технической атмосфере соответствуют:

мм.рт.ст.

мм.рт.ст.

За величину вакуума принимается недостаток до атмосферного давления.

2. Сила давления жидкости на плоскую стенку

P₀

h_C h

h_D у

dS

C X

Y D

Y

S

Возьмем интеграл по S

- статический момент и инерции площади S

h_c– глубина расположения центра тяжести площадки S

сила от внешнего давления от жидкости

приложена в центре тяжести

площадки S

1. Сила давления на криволинейные стенки

В общем случае определяются три составляющие суммарной силы и три момента. Сила давления является равнодействующей.

C D C D

F F_в

A A

F_г F_г

B B

F_в F

Определяем силу, действующую на участок цилиндрической поверхности AB. Рассмотрим объем ABCD и условия его равновесия в вертикальной и горизонтальной плоскости.

S_г и S_в – горизонтальная и вертикальная проекции расчитываемой стенки AB.

При расположении жидкости снизу расчетные формулы те же, но с обратным знаком. Величина G- тот же вес жидкости в объеме ABCD, хотя он и не заполнен жидкостью. Это следствие закона Архимеда.

На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и численно равная весу жидкости, вытесняемой телом, приложенная в центре тяжести объема, погруженной части тела.