 |
Температурное расширение жидкости
|
|
|
|
Удельный вес
Удельным весом жидкости - называется вес единицы её объёма. Эта величина выражается формулой для бесконечно малого объёма жидкости dV с весом dG:
Для однородных жидкостей можно считать:
где G – вес жидкости.
Удельный вес жидкости и плотность связаны соотношением:
где g – ускорение свободного падения.
Единицы измерения: [Н/м3], [Н/дм3], [Н/л], [Н/см3], 1Н=1кг•м/с2.
Значение ускорения свободного падения g на земле изменяется от 9,831 м/с2 на полюсах до 9,781 м/с2 на экваторе.
Относительный удельный вес
Иногда удобно использовать такую характеристику жидкости, которая называется «относительный удельный вес». Это отношение удельного веса жидкости к удельному весу пресной воды
Единицы измерения: Относительный удельный вес - величина безразмерная.
4. Сжимаемость жидкости это свойство жидкостей изменять свой объём при изменении давления. Сжимаемость характеризуется коэффициентом объёмного сжатия (сжимаемости) ІP, представляющим собой относительное изменение объёма жидкости V при изменении давления P на единицу.
Знак минус в формуле указывает, что при увеличении давления объём жидкости уменьшается.
Единицы измерения: Па-1 (Паскаль. 1Па=1Н/м2).
Отсутствие знака минус в этом выражении означает, что увеличение давления приводит к увеличению плотности.
Величина, обратная коэффициенту сжимаемости, или, по-другому, коэффициенту объёмного сжатия 
, обозначается
и называется объёмным модулем упругости жидкости.
Тогда предыдущая формула примет вид
. Это выражение называется законом Гука для жидкости.
Единицы измерения: [Па], [МПа], [кГс/ см2].
Относительный удельный вес
Модуль упругости Еж зависит от температуры и давления. Поэтому различают два модуля упругости: адиабатический и изотермический. Первый имеет место при быстротекущих процессах без теплообмена. Процессы, происходящие в большинстве гидросистем, происходят с теплообменом, поэтому чаще используется изотермический модуль упругости. Примерная форма зависимостей Eжот P и t0 представлена на графиках. Всё это говорит о том, что жидкости не вполне точно следуют закону Гука.
|
|
|
Приведём несколько примеров значений модулей упругости.
Минеральные масла, используемые в технологических машинах с гидравлическим приводом, при t0 = 20 оC имеют объёмные модули упругости 1,35·103 ч 1,75·103 МПа (меньшее значение относится к более легкому маслу), бензин и керосин – приблизительно 1,3·103 МПа, глицерин - 4,4·103 МПа, ртуть – в среднем 3,2·103 МПа.
В практике эксплуатации гидравлических систем имеются случаи, когда вследствие действия того или иного возмущения в жидкости может значительно изменяться давление. В таких случаях пренебрежение сжимаемостью приводит к существенным погрешностям.
Температурное расширение жидкости
Температурное расширение жидкости состоит в том, что она может изменять свой объем при изменении температуры. Это свойство характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения, представляющим относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на единицу (на 1оC) и при постоянном давлении:
По аналогии со свойством сжимаемости жидкости можно записать
или через плотность
Изменение объёма при изменении температуры происходит за счёт изменения плотности.
Для большинства жидкостей коэффициент bt с увеличением давления уменьшается. Коэффициент bt с уменьшением плотности нефтепродуктов от 920 до 700 кг/м3 увеличивается от 0,0006 до 0,0008; для рабочих жидкостей гидросистем bt обычно принимают не зависящим от температуры. Для этих жидкостей увеличение давления от атмосферного до 60 МПа приводит к росту btпримерно на 10 – 20 %. При этом, чем выше температура рабочей жидкости, тем больше увеличение bt. Для воды с увеличением давления при температуре до 50 оC bt растёт, а при температуре выше 50 оC уменьшается.
|
|
|
7. Растворение газов - способность жидкости поглощать (растворять) газы, находящиеся в соприкосновении с ней. Все жидкости в той или иной степени поглощают и растворяют газы. Это свойство характеризуется коэффициентом растворимости kр.
Если в закрытом сосуде жидкость находится в контакте с газом при давлении P1, то газ начнёт растворяться в жидкости. Через какое-то время произойдёт насыщение жидкости газом и давление в сосуде изменится. Коэффициент растворимости связывает изменение давления в сосуде с объёмом растворённого газа и объёмом жидкости следующим соотношением
где VГ – объём растворённого газа при нормальных условиях, Vж – объём жидкости,
P1 и P2 – начальное и конечное давление газа.
Коэффициент растворимости зависит от типа жидкости, газа и температуры.
При температуре 20 єС и атмосферном давлении в воде содержится около 1,6%растворенного воздуха по объему (kp = 0,016). С увеличением температуры от 0 до 30 єС коэффициент растворимости воздуха в воде уменьшается. Коэффициент растворимости воздуха в маслах при температуре 20 єС равен примерно 0,08 – 0,1. Кислород отличается более высокой растворимостью, чем воздух, поэтому содержание кислорода в воздухе, растворенном в жидкости, примерно на 50%выше, чем в атмосферном. При уменьшении давления газ из жидкости выделяется. Процесс выделения газа протекает интенсивнее, чем растворение.
Кипение
Кипение – способность жидкости переходить в газообразное состояние. Иначе это свойство жидкостей называют испаряемостью.
Жидкость можно довести до кипения повышением температуры до значений, больших температуры кипения при данном давлении, или понижением давления до значений, меньших давления насыщенных паров pнп жидкости при данной температуре. Образование пузырьков при понижении давления до давления насыщенных паров называется холодным кипением.
Жидкость, из которой удален растворенный в ней газ, называется дегазированной. В такой жидкости, кипение не возникает и при температуре, большей температуры кипения при данном давлении.
|
|
|
|
|
|
