Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
госы 2011.doc
Скачиваний:
51
Добавлен:
07.09.2019
Размер:
6.07 Mб
Скачать

4.Понятие о жидкости (газе), как сплошной среды. Теплофизические свойства капельных, газообразных сред.

Жидкостью будем называть СС, обладающую свойством текучести, т.е. допускающую неограниченное изменение формы под действием сколь угодно малых сил.

Жидкость бывает 2-х видов: 1. Несжимаемая (капельная ρ=const); 2.Сжимаемая (газообразная ρ#const; ρ(P,T)).

В гидравлике принято жидкость считать сплошной средой состоящей из отдельных частиц, т. е. жидкость представляет собой макроструктуру. В капельной жидкости расстояние между частицами весьма малы, поэтому силы сцепления велики. А у газов расстояние между частицами велики, поэтому силы сцепления являются малыми.

Основные теплофизические свойства жидкости:

1.Плотность (ρ) характеризует количество покоящейся массы (m) вещества, выраженной в единице объёма (w), [кг/м3; г/см3] [ρ] = Кг / м3 ρ = m / w где m – масса, w – объем

2.Удельный вес [γ] = Н / м2 γ = (m * g) / w где g – ускорение свободного падения

3.Сжимаемость

Коэф. сжимаемости р] = 1 / Па βр = (1 / w)*(dw / dp)

Модуль упругости [E] = Па Е = 1 / βр

Коэф. температурного расширения [βт] = 1 / °С βт = (1 / w)*(dw / dт)

4. Вязкость - свойство жидкости или газа оказывать сопротивление перемещению одних ее частиц относительно других. Вязкость зависит от силы взаимодействия между молекулами жидкости (газа).

Для характеристики этих сил используется коэффициент динамической вязкости ( )

Динамическая вязкость определяется по уравнению Ньютона: F / A = μ *(dv / dy) где, А – площадь перемещающихся слоёв жидкости; F – сила, требующаяся для поддержания разницы скоростей движения между слоями на величину dv; dy – расстояние между движущимися слоями жидкости; dv – разность скоростей движущихся слоёв жидкости; μ – коэффициент пропорциональности, динамическая вязкость. Величина dx/dy характеризует сдвиг (γ) слоев, деформацию. Соотношение F/A – есть величина касательного напряжения (τ), развиваемое в движущихся слоях жидкости. Размерность динамической вязкости определяется из уравнения Ньютона: система СИ → [Пас, мПас]; 1 сПз = 10–3∙кг/м ∙с = 10–3∙Па ∙с; [μ] = Н * с / м2.

Вязкость жидкости характеризуется также коэффициентом кине­матической вязкости, которая характеризует свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой с учётом силы тяжести: т.е. отношением динамической вязкости к плотности жидкости. [ν] = м2 / c; ν = μ / ρ

За единицу в этом случае принят м2/с. Из анализа следует, что с возрастанием температуры средняя длина свободного пробега молекул и средняя скорость движения молекул увеличиваются, а, следовательно, и вязкость газа возрастает, несмотря на уменьшение величины плотности.

Вязкость сильно зависит от Т и слабо от Р. У капельной жидкости с повышением Т вязкость уменьшается, а у газообразной - наоборот. Единицы измерения кинематической вязкости: система СИ→ [м2/с, см2/с, мм2/с]; 1сСт = 10–2 Ст = 10–6 м2/с = 1мм2/с.

Текучесть () – это величина обратная вязкости и связанная с ней соотношением: .

Под теплоёмкостью (cр) понимается количество теплоты (dQ), которое необходимо передать единице массы этого вещества (М), чтобы повысить его температуру (dT) на 1 Цельсия или Кельвина cр = dQ / M · dT

Величина теплоёмкости зависит от температуры, поэтому каждое её значение необходимо относить к определенной температуре (сt) или к интервалу температур. Для повышения температуры нефти объёма V плотностью ρ от температуры Т1 до Т2 необходимо затратить количество энергии Q, рав­ное: Q =ρ·c·(Т2 – Т1V.

Теплопроводность определяет перенос энергии от более нагретых участков жидкости к более холодным.

Коэффициент теплопроводности () описывается законом теплопроводности Фурье и характеризует количество теплоты (dQ), переносимой в веществе через единицу площади (S) в единицу времени (t) при градиенте температуры (dT/dx), равном единице: