Вязкость. Физические свойства газов

Удельный вес

Плотность

Физические свойства газов

Определения плотности r, удельного веса g, вязкости динамической m и кинематической n, приведённые для жидкости в гидравлике (см. с. 6—7), остаются в силе и для газа.

Плотность газа r (кг/м3)в зависимости от давления и темпе­ра­туры можно определить по формуле Клапейрoна

,

где p_ст — статическое давление в газе, Па (аналогично гидроста­ти­ческому — см. с. 8);

R_г — газовая постоянная, Дж/(кг· K);

T — абсолютная температура газа в градусах Кeльвина (К), вычис­ляемая через температуру t° в градусах Цельсия (° C) по формуле

T = t° +273 °.

Например, плотность воздуха при t°= +20 °C, нормальном атмос­ферном давлении p_ст = p_атм =101325 Па и соответствующей газовой по­стоянной R_г =287 Дж/(кг × K) составит по формуле Клапейрона

r =101325/287(20+273) = 1,2 кг/м3.

В практических расчётах воздухообмена в зданиях, в частности при самоудалении нагретого воздуха из помещений по каналам естественной вытяжной вентиляции наружу плотность воздуха определяется упрощённо при условии постоянства давления (изобарный процесс): p_ст= p_атм= 101325 Па. Это означает, что плотность воздуха r считается зависящей только от его температуры Т. В дальнейшем будем иметь ввиду только такую простейшую зависимость.

Удельный вес газа g (Н/м3) находится по формуле:

g = r g.

Динамическая вязкость воздуха m (Па·с) может быть опре­делена по экспериментальной формуле Р.Э. Мuлликена

,

где t° — температура, ° C. Например, при t° =+20 °C вычисляем дина­ми­ческую m =1,85·10 -5Па·с и кинематическую вязкость воздуха n = m / r = = 1,85·10 -5 / 1,2 = 1,54·10 -5 м2/с.

Обратите внимание, что с увеличением температуры вязкость газа увеличивается, в отличие от жидкостей, которые при нагревании становятся менее вязкими.

Дата добавления: 2014-10-17