1.7. Растворяемость газов в жидкостях

Для различных жидкостей растворимость газов различна и изменяется с увеличением давления.

Относительный объем газа, растворенный в жидкости до ее пол­ного насыщения, можно считать прямо пропорциональным давле­нию:

, (1.18)

где Wг – объем растворенного газа при нормальных условиях;

Wж – объем жидкости;

р1 и р2 – начальное и конечное давления газа;

k – коэффициент растворимости.

Коэффициент растворимости воздуха k имеет следующие значе­ния при t = 20 °С:

– для воды k = 0,016;

– для керосина k = 0,127;

– для трансформаторного масла k = 0,083;

– для индустриального масла k = 0,076.

При понижении давления в жидкости происходит выделение рас­творенного в ней газа, причем газ выделяется из жидкости ин­тен­сивнее, чем растворяется в ней.

Примеры

Пример 1. При гидравлическом испытании трубопровода диа­метром d = 200 мм и длиной 250 м давление в трубе было повышено до 3 МПа. Через час давление снизилось до 2 МПа. Сколько воды вытекло через неплотности?

Решение:

1. Определим объем воды в трубопроводе:

м³.

2. Найдем изменение давления за время испытания:

МПа.

3. Принимая коэффициент объемного сжатия воды _V = 510^-7 , находим количество воды, вытекающей через неплотности, по формуле

л.

Пример 2. Сколько кубометров воды будет выходить из котла, если в течение часа в отопительный котел поступило 50 м³ воды при температуре 70 °С, а затем температура воды повысилась до 90 °С.

Решение:

1. Принимая коэффициент температурного расширения _t = 0,00064 , находим увеличение расхода воды:

м³/ч.

2. Расход воды из котла при t = 90 °C:

м³/ч.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные физические свойства жидкостей.

2. Что подразумевается под жидкостью в механике жидкости и газа?

3. Что подразумевается под сплошностью среды?

4. Какая связь существует между плотностью и удельным весом жидкостей?

5. Какова размерность плотности и удельного веса?

6. В каких единицах измеряется плотность и удельный вес в системе СИ?

7. Что такое относительный удельный вес?

8. Что такое коэффициент объемного сжатия жидкости? Какова его размерность?

9. Какая связь коэффициента объемного сжатия с модулем объемной упругости? Какова его размерность?

10. Что такое коэффициент температурного расширения? Какова его размерность?

11. Какая связь коэффициента температурного расширения с плотностью жидкости?

12. Что называется вязкостью жидкости?

13. Что такое коэффициент динамической вязкости? Какова его размерность?

14. Какая связь существует между коэффициентами динамичес­кой и кинематической вязкости?

15. В каких единицах измеряется динамическая и кинематичес­кая вязкость в системе СИ?

16. Какая связь существует между кинематической и динамичес­кой вязкостью с плотностью и температурой воды?

17. Какими приборами измеряется вязкость?

18. Какие жидкости относятся к аномальным?

19. В чем отличие аномальных жидкостей от ньютоновских?

20. Что характеризует испаряемость жидкости?

21. От чего зависит растворимость газов в жидкости?

22. Что такое коэффициент растворимости?

23. При каких условиях происходит выделение газа из жид­кости?

24. Какой закон из механики твердого тела аналогичен выра­жению ?