Методические указания к теме

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

Краткий очерк истории развития гидравлики, ее задачи. Гидравлика и экология, основные понятия и определения. Физические величины и единицы измерения.

Литература: 1, с 3…6

Раздел 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ

Тема 1.1 Основные физические свойства жидкостей

Студент должен:

знать: основные физические свойства жидкостей, принцип действия приборов для определения плотности и вязкости;

уметь: определять плотность и вязкость нефтепродуктов, пользоваться ареометром и вискозиметром.

Понятие о жидкости. Плотность, удельный объем, удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, поверхностное натяжение жидкости. Вязкость, закон вязкого трения. Приборы для измерения плотности и вязкости. Молекулярно-поверхностные и физические свойства системы нефть-газ-вода-порода.

Литература: 1, 7…11

Методические указания к теме

Изучение темы необходимо начать с вопроса о предмете гидравлика его значении при решении инженерных задач в различных областях техники, в том числе нефтегазодобывающей промышленности, остановиться на истории развития гидравлики и роли русских и иностранных ученных в ее развитии.

Затем изучите физические свойства жидкостей. При рассмотрении их особое внимание нужно уделить вопросам размерностей основных показателей, которыми эти свойства характеризуются.

Для количественной оценки физико-механических свойств жидкости в гидравлике используются технические измерения (кг, м, сек) и Международная система единиц (СИ).

В международной системе единиц (СИ) плотность измеряется в (кг/м³). Плотность воды при 4⁰ С кг/м³.

Вязкость жидкости характеризуется динамическим коэффициентом и динамическим коэффициентом вязкости.

Для упрощения исследований и обобщения выводов в гидравлике широко используется понятие идеальной и невязкой жидкостью.

Важно усвоить различие между невязкой жидкостью, как научной абстракции, и реальной физической жидкостью.

Под термином жидкость понимаются тела, находящиеся не только в жидком, но и в газообразном состояниях. Часто первые называют капельными или несжимаемыми жидкостями, а вторые – газами или сжимаемыми жидкостями.

В гидравлике рассматриваются главным образом капельные жидкости; изучением газов занимается аэродинамика. Однако многие свойства и механические законы одинаковы для капельных и газообразных жидкостей.

Жидкостью называется непрерывная среда, обладающая свойством текучести, т. е. способная неограниченно изменять свою форму под действием сколь угодно малых сил, но, в отличиеот газа, весьма мало изменяет свою плотность при изменении давления.

В отличие от твердых тел жидкости характеризуются большой подвижностью частиц и обладают свойством принимать форму сосуда, в который они налиты.

Наиболее важными физическими свойствами жидкостей являются: плотность, сжимаемость и вязкость.

Плотностью ρ (кг/м³) называется масса m вещества, содержащаяся в единице объема V:

.

Сжимаемостью называют свойство жидкости изменять свой объем при изменении давления. Сжимаемость жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия, м²/н или 1/Па

,

где V₁ – начальный объем, м³; ∆V ( ∆V=V₁-V₂ разность объемов до и после увеличения давления на величину ∆р) – изменение объема, м³; ∆р ( ∆р=р₂-р₁) - изменение давления, н/м².

Величина, обратная коэффициенту изотермического объемного сжатия, называется модулем упругости жидкости Е (н/м²) .

.

Для воды Е=2,3 ∙10⁹, н/м².

При нагревании жидкости увеличение объема оценивается коэффициентом температурного расширения (1/град):

.

Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) частиц жидкости. Это свойство жидкость проявляет, только находясь в движении.

Вязкость жидкости характеризуется коэффициентами кинематической ν ( м²/сек) или динамической μ (Па с) вязкости, которые связаны следующим соотношением:

.

Зависимость коэффициента кинематической вязкости для воды от температуры определяется по следующей формуле:

.

Вязкость жидкости в условных градусах Энглера определяется по формуле

,

где τ_ж – время истечения 200 см³ испытуемой жидкости через калиброванное отверстие вискозиметра при заданной температуре, сек; τ_в – время истечения 200 см³ дистиллированной воды при температуре 20⁰ С (водное число вискозиметра), сек.

Определение коэффициента кинематической вязкости по условной вязкости, заданной в градусах Энглера, производится по формуле

.

При условной вязкости более 16⁰ ВУ следует пользоваться формулой

.

Удельный вес — это вес единицы объёма жидкости (Н/м3)

,

где G — вес (сила тяжести), Н; V — объём, м3.

Связаны удельный вес и плотность через ускорение свободного паде­ния (g = 9,81 » 10 м/с2) так :

.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем состоит значение гидравлики для специалистов в области нефтяной, газовой и нефтегазодобывающей промышленности?

2. Перечислите основные физико-механические свойства жидкостей?

3. Какая существует связь между плотностью, удельным весом жидкости и ускорением силы тяжести?

4. Какая существует связь между коэффициентом динамической и кинематической вязкости?

РАЗДЕЛ 2. ГИДРОСТАТИКА

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: