Физические свойства жидкости

Предмет и задача гидравлики

Гидравлика- прикладная техническая наука, в которой изучаются равновесия и движения жидкостей, а также силовое взаимодействие между жидкостью и твердыми телами.

Предмет: потоки жидкости, ограниченные и направленные твердыми стенками, т. е. внутренние течения, в отличие от аэрогидромеханики, которая изучает внешнее обтекание тел сплошной средой.

Жидкостью называется вещество (проме­жуточное между твердым и газообразным), находящееся в конденсиро­ванном агрегатном состоянии и обладающее способностью легко изме­нять свою форму под действием весьма незначительных сил. Жидкости подобно твердым телам, обладают малой сжимаемостью и большой плот­ностью, но в то же время, подобно газам, не обладают упругостью формы.

Твердые тела: 10^-7…10^{-8 см расстояние между молекулами. Твердые тела имеют форму и кристаллическую решетку.}

Газы: расстояние молекул велико и они свободно перемещаются. Газ занимает весь объем, в который он помещен.

Жидкость: расстояние молекул мало, но они сохраняют подвижность относительно друг друга, поэтому жидкость приобретает форму того объема, в который она помещена.

При рассмотрении физич. процесса, применяют понятие «Жидкая частица» - бесконечно малая частица, к которой применимы все законы механики тверд. тела. Объем этой частицы и ее масса во времени сохраняется, форма объема изменяется, масса неизменна.

Жидкий объем - конечный объем, состоящий из неизменного количества жидких частиц.

Контрольный объем- объем, занимаемый строгое положение в пространстве, и при исследованиях изучает движение жидкости сквозь этот объем.

Основные физические свойства жидкостей.

1. Основной механической характеристикой жидкости является плот­ность , определяемая для однородной жидкости отношением ее массы M к занимаемому объему, W кг/м3:

2. Вес жидкости, приходящийся на единицу объема, называется объемным весом , Н/м³: ,где - вес жидкости в объеме W.

3.Температурное расширение - способность жидкостей изменять объем при изменении температуры. Для капельных жидкостей характе­ризуется коэффициентом температурного расширения , равным отно­сительному изменению объема при изменении температуры t на один градус при постоянном давлении: .

Коэффициент зависит для данной жидкости от температуры и дав­ления.

В некоторых случаях ввиду малости коэффициента температурного расширения изменением плотности жидкости с изменением температу­ры можно пренебречь.

4.Сжимаемость - способность жидкостей уменьшать объем при уве­личении давления. Характеризуется коэффициентом объемного сжатия , который представляет собой относительное изменение объема жид­кости на единицу изменения давления: .

Знак минус в этой формуле обусловлен тем, что положительному приращению давления соответствует отрицательное приращение (т.е. уменьшение) объема жидкости.

5. Вязкость жидкостей - свойство жидкости сопротивляться относи­тельному движению (сдвигу) ее частиц, обусловливающее появление силы внутреннего трения между слоями жидкости, если последние имеют раз­личные скорости движения. , где -динамич. коэффициент вязкости; - кинематич. коэфф.

Вязкость капельных жидкостей при увеличении температуры умень­шается, а вязкость газов возрастает.

6. Текучесть - это легкоподвижность частиц жидкости, обусловловленная ее неспособностью воспринимать касательные напряжения в состоя­нии покоя. Поэтому жидкость не может сохранять собственную форму, а принимает форму сосуда (резервуара, водоема), в котором находится. .

Гипотеза вязкостного трения в жидкости при слоистом движении: , где F_тр-сила трения между слоями движущейся жидкости; - коэф. динамич. вязкости; - площадь соприкосновения слоев; - градиент скорости.

Касательное напряжение в жидкости: .

Дата добавления: 2015-05-23