|
Средние значения плотности r
И кинематической вязкости n некоторых жидкостей
Жидкость
| Плотность, кг/м3, при Т, °С
| Кинематическая вязкость, Ст, при Т, °С
|
|
|
|
|
|
| Вода пресная
|
| -
| 0,010
| 0,0065
| 0,0047
| 0,0036
| Нефть Баку,
легкая
|
| -
| 0,25
| -
| -
| -
| Нефть Баку,
тяжелая
|
| -
| 1,4
| -
| -
| -
| Бензин
авиационный
|
| -
| 0,0073
| 0,0059
| 0,0049
| -
| Керосин Т-1 (очищенный)
|
| -
| 0,025
| 0,018
| 0,012
| 0,010
| Керосин Т-2 (тракторный)
|
| -
| 0,010
| -
| -
| -
| Дизельное
топливо
|
| -
| 0,28
| 0,12
| -
| -
| Глицерин
|
| -
| 9,7
| 3,3
| 0,88
| 0,38
| Ртуть
|
| -
| 0,0016
| 0,0014
| 0,0010
| -
| Масла:
|
| -
|
|
|
|
| касторовое
|
| -
|
| 3,5
| 0,88
| 0,25
| трансформаторное
|
|
| 0,28
| 0,13
| 0,078
| 0,048
| АМГ-10
| -
|
| 0,17
| 0,11
| 0,085
| 0,065
| веретенное АУ
| -
|
| 0,48
| 0,19
| 0,098
| 0,099
| индустриальное 12
| -
|
| 0,48
| 0,19
| 0,098
| 0,059
| индустриальное 20
| -
|
| 0,85
| 0,33
| 0,14
| 0,080
| индустриальное 30
| -
|
| 1,8
| 0,56
| 0,21
| 0,11
| индустриальное 50
| -
|
| 5,3
| 1,1
| 0,38
| 0,16
| турбинное
| -
|
| 0,97
| 0,38
| 0,16
| 0,088
|
Примечание. Плотность жидкости при другой температуре можно определить по формуле , где – плотность жидкости при температуре ; – изменение температуры; – температура, при которой плотность жидкости равна , – коэффициент температурного расширения жидкости (в среднем для минеральных масел можно принять = 0,0007 1/°С).
ГИДРОДИНАМИКА
Гидродинамика – раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы движения жидкости и взаимодействие с твердыми телами в результате ее движения.
Основные понятия
Гидродинамическое давление – давление внутри жидкости при ее движении.
Линия тока – кривая, для которой векторы скоростей принадлежащих ей в данный момент времени частичек жидкости являются касательными к данной кривой.
Трубка тока – цилиндрическая или коническая поверхность, образованная совокупностью линий тока, проведенных через контур, ограничивающий элементарную площадку .
Элементарная струйка – жидкость, движущаяся внутри трубки тока.
Живое сечение потока – площадь сечения потока жидкости, проведенная перпендикулярно линиям тока.
Смоченный периметр П – длина контура живого сечения, по которому жидкость соприкасается со стенками, ограничивающими ее движение.
Гидравлический радиус RГ :
Эквивалентный диаметр dЭ :
Расход – количество жидкости, протекающее через живое сечение в единицу времени. Различают:
- массовый расход, кг/с, т/ч;
- объемный расход, м3/с, м3/ч.
Средняя скорость – фиктивная, одинаковая для всех частиц жидкости данного сечения скорость, определяемая как отношение объемного расхода к площади данного живого сечения: .
Движение жидкости можно классифицировать следующим образом:
а) Установившееся и неустановившееся. Если гидродинамическое давление и скорость жидкости изменяются в данной точке пространства в зависимости от координат и времени, то движение неустановившееся.
б) Напорное и безнапорное. Безнапорное движение наблюдается при наличии у жидкости свободной поверхности (границы раздела жидкости с воздухом окружающей среды) и происходит под действием только силы тяжести. При напорном движении жидкость полностью заполняет поперечное сечение канала. Напорное движение осуществляется за счет разности давления в начале и конце канала и под действием гидродинамического давления, создаваемого насосом.
в) Равномерное, неравномерное и плавноизменяющееся движение. Установившееся движение может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении средняя скорость и площадь живого сечения потока не изменяются по длине. При неравномерном движении – изменяются по длине. Плавноизменяющееся – такое неравномерное движение, при котором радиус кривизны линий тока очень велик, угол расхождения очень мал, живые сечения струек – плоские площадки, нормальные к оси потока.
Уравнение неразрывности
Для жидкости, текущей вдоль стенок, ее ограничивающих, можно применить закон сохранения материи, из которого следует: количество втекающей жидкости в канал равно количеству жидкости, из него вытекающей, то есть расход – величина постоянная для любого сечения участка канала: . Из определения средней скорости следует:
Это уравнение носит название уравнения неразрывности. Его можно преобразовать в следующее: .
Уравнение Бернулли для элементарной струйки
Идеальной жидкости
Если применить закон сохранения энергии для единицы массы стационарно движущейся идеальной жидкости, то можно сделать вывод: и в сечении 1-1 и в сечении 2-2 (рис. 17) жидкость обладает одинаковой удельной (отнесенной к единице массы) энергией.
Рис. 17
, (3)
где gz ( ) – удельная потенциальная энергия положения
( ) – удельная потенциальная энергия давления
( ) – удельная кинетическая энергия.
Изменение одной составляющей удельной энергии движущейся жидкости приводит к противоположному изменению других составляющих.
Уравнение Бернулли можно записать в следующем виде (разделим все члены уравнения на ускорение свободного падения g):
,
Первое слагаемое z представляет собой геометрический напор – высоту расположения потока над нулевой плоскостью.
Второе – пьезометрический напор p/(rg) – расстояние от центра тяжести живого сечения до уровня жидкости в пьезометре. По уровню определяют давление жидкости в данном сечении.
Третье – скоростной напор . Определяется как разность уровней жидкости в трубке Пито и пьезометре (Рис.18). По показаниям трубки Пито определяются два слагаемых в уравнении Бернулли (рис. 18).
Рис. 18
Таким образом, сумма трех напоров: геометрического, пьезометрического и скоростного есть величина постоянная вдоль потока идеальной жидкости. В этом заключается геометрическая интерпретация уравнения Бернулли (рис. 19).
Напорная линия, проходящая по уровням жидкости в трубках Пито, представляет собой горизонтальную прямую. Тогда как линия, проходящая по уровням жидкости в пьезометрах, или пьезометрическая линия, может располагаться различными способами, в зависимости от формы и расположения канала.
Умножив все члены уравнения (3) на r, получим уравнение Бернулли, все члены которого выражены в единицах давления (Па):
где rgz – весовое давление,
p – гидромеханическое давление, или просто давление,
– динамическое давление.
Рис. 19
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|