Новини - Властивості рідин, які бувають типи рідин?

Загальний опис

Рідина, як випливає з назви, характеризується своєю здатністю до течії. Вона відрізняється від твердого тіла тим, що деформується через напругу зсуву, якою б малою не була ця напруга. Єдиним критерієм є те, що для деформації має пройти достатньо часу. У цьому сенсі рідина безформна.

Рідини можна розділити на рідини та гази. Рідина лише злегка стискається, і у відкритій посудині є вільна поверхня. З іншого боку, газ завжди розширюється, щоб заповнити свою ємність. Пара — це газ, який знаходиться в близькому до рідкого стані.

Рідина, з якою в основному має справу інженер, – це вода. Вона може містити до трьох відсотків повітря в розчині, яке за тиску нижче атмосферного має тенденцію до виділення. Це необхідно враховувати під час проектування насосів, клапанів, трубопроводів тощо.

Вертикальний турбінний насос

Вертикальний дренажний насос з багатоступеневою вертикальною турбіною, вбудований у вал, для перекачування стічних вод або стічних вод без корозії, за температури нижче 60 °C, з вмістом зважених твердих речовин (крім волокон, крупи) менше 150 мг/л. Вертикальний дренажний насос типу VTP належить до вертикальних водяних насосів типу VTP, і на основі збільшення та коміра встановлюється трубка для змащування водою. Може диміти за температури нижче 60 °C, направлятися до певних твердих частинок (таких як залізний брухт, дрібний пісок, вугілля тощо) стічних вод або стічних вод.

Основні фізичні властивості рідин описуються наступним чином:

Густина (ρ)

Густина рідини – це її маса на одиницю об'єму. У системі СІ вона виражається як кг/м³.³.

Вода має максимальну густину 1000 кг/м³при 4°C. Зі збільшенням температури спостерігається незначне зменшення щільності, але для практичних цілей щільність води становить 1000 кг/м³³.

Відносна густина — це відношення густини рідини до густини води.

Питома маса (w)

Питома маса рідини — це її маса на одиницю об'єму. У системі Si вона виражається в Н/м.³За нормальних температур w становить 9810 Н/м³або 9,81 кН/м³(приблизно 10 кН/м³для зручності розрахунків).

Питома вага (SG)

Питома вага рідини – це відношення маси заданого об'єму рідини до маси такого ж об'єму води. Таким чином, це також відношення густини рідини до густини чистої води, зазвичай за температури 15°C.

Вакуумний насос для заповнення свердловини

Номер моделі: TWP

Пересувні самовсмоктувальні водяні насоси серії TWP з дизельним двигуном для екстрених випадків розроблені спільно компанією DRAKOS PUMP з Сінгапуру та німецькою компанією REEOFLO. Ця серія насосів може перекачувати всілякі чисті, нейтральні та агресивні середовища, що містять частинки. Вирішує багато несправностей традиційних самовсмоктувальних насосів. Цей тип самовсмоктувального насоса має унікальну конструкцію сухого ходу, яка автоматично запускається та перезапускається без рідини під час першого запуску. Висота всмоктування може перевищувати 9 м; відмінна гідравлічна конструкція та унікальна структура забезпечують високий ККД понад 75%. Також доступні різні варіанти встановлення за бажанням.

Модуль об'ємної пружності (k)

Для практичних цілей рідини можна вважати нестисливими. Однак, існують певні випадки, такі як нестаціонарний потік у трубах, коли стисливість слід враховувати. Модуль об'ємної пружності k визначається за формулою:

де p – це збільшення тиску, яке при застосуванні до об’єму V призводить до зменшення об’єму AV. Оскільки зменшення об’єму має бути пов’язане з пропорційним збільшенням густини, рівняння 1 можна виразити так:

або води,k приблизно дорівнює 2150 МПа за нормальних температур і тисків. Звідси випливає, що вода приблизно в 100 разів стисливіша за сталь.

Ідеальна рідина

Ідеальна або ідеальна рідина – це рідина, в якій немає тангенціальних або зсувних напружень між частинками рідини. Сили завжди діють нормально в перерізі та обмежуються силами тиску та прискорення. Жодна реальна рідина повністю не відповідає цій концепції, і для всіх рідин, що рухаються, присутні тангенціальні напруження, які мають демпфуючий вплив на рух. Однак деякі рідини, включаючи воду, близькі до ідеальної рідини, і це спрощене припущення дозволяє застосовувати математичні або графічні методи для вирішення певних задач течії.

Вертикальний турбінний пожежний насос

Номер моделі: XBC-VTP

Вертикальні пожежні насоси з довгим валом серії XBC-VTP – це одноступеневі та багатоступеневі дифузійні насоси, виготовлені відповідно до останнього національного стандарту GB6245-2006. Ми також удосконалили конструкцію відповідно до стандарту Асоціації пожежної безпеки США. Вони в основному використовуються для пожежогасіння в нафтохімічній, газовій, електростанціях, бавовняно-текстильній, портовій, авіаційній, складській, висотній та інших галузях промисловості. Вони також можуть застосовуватися для постачання води на судна, морські танки, пожежні судна та в інших випадках.

В'язкість

В'язкість рідини є мірою її опору тангенціальним або зсувним напруженням. Вона виникає внаслідок взаємодії та когезії молекул рідини. Усі реальні рідини мають в'язкість, хоча й різною мірою. Зсувне напруження в твердому тілі пропорційне деформації, тоді як зсувне напруження в рідині пропорційне швидкості зсувної деформації. Звідси випливає, що в рідині, яка перебуває в стані спокою, не може бути зсувного напруження.

Рис.1. В'язка деформація

Розглянемо рідину, утримувану між двома пластинами, розташованими на дуже короткій відстані y одна від одної (рис. 1). Нижня пластина нерухома, тоді як верхня пластина рухається зі швидкістю v. Рух рідини вважатиметься таким, що відбувається в серії нескінченно тонких шарів або пластинок, які вільно ковзають одна по одній. Немає перехресного потоку або турбулентності. Шар, що прилягає до нерухомої пластини, знаходиться в стані спокою, тоді як шар, що прилягає до рухомої пластини, має швидкість v. Швидкість зсувної деформації або градієнт швидкості дорівнює dv/dy. Динамічна в'язкість або, простіше кажучи, в'язкість μ визначається як

Отже, це：

Цей вираз для в'язкої напруги вперше постулював Ньютон, і він відомий як рівняння в'язкості Ньютона. Майже всі рідини мають постійний коефіцієнт пропорційності та називаються ньютонівськими рідинами.

Рис.2. Зв'язок між напругою зсуву та швидкістю деформації зсуву.

Рисунок 2 є графічним представленням рівняння 3 та демонструє різну поведінку твердих тіл та рідин під дією зсувних напружень.

В'язкість виражається в сантипуазах (Па·с або Нс/м²).

У багатьох задачах, що стосуються руху рідини, в'язкість має густину у формі μ/p (незалежно від сили), і зручно використовувати один член v, відомий як кінематична в'язкість.

Значення ν для важкої нафти може сягати 900 x 10^-6m²/с, тоді як для води, яка має відносно низьку в'язкість, вона становить лише 1,14 x 10⁻²/с при 15°C. Кінематична в'язкість рідини зменшується зі збільшенням температури. За кімнатної температури кінематична в'язкість повітря приблизно в 13 разів більша, ніж у води.

Поверхневий натяг і капілярність

Примітка:

Когезія – це сила притягання, яку відчувають одна до одної подібні молекули.

Адгезія – це сила притягання, яку різнорідні молекули відчувають одна до одної.

Поверхневий натяг – це фізична властивість, яка дозволяє краплі води утримуватися у зваженому стані біля крана, посудину наповнювати рідиною трохи вище країв і при цьому не розливатися, а голку плавати на поверхні рідини. Усі ці явища зумовлені зчепленням між молекулами на поверхні рідини, яка межує з іншою незмішуваною рідиною або газом. Це ніби поверхня складається з еластичної мембрани, рівномірно напруженої, яка завжди прагне стискати поверхневу область. Таким чином, ми виявляємо, що бульбашки газу в рідині та краплі вологи в атмосфері мають приблизно сферичну форму.

Сила поверхневого натягу на будь-якій уявній лінії на вільній поверхні пропорційна довжині лінії та діє в напрямку, перпендикулярному до неї. Поверхневий натяг на одиницю довжини виражається в мН/м. Його величина досить мала і становить приблизно 73 мН/м для води, що контактує з повітрям за кімнатної температури. Спостерігається незначне зменшення поверхневих десятківiз підвищенням температури.

У більшості застосувань у гідравліці поверхневий натяг не має великого значення, оскільки пов'язані з ним сили, як правило, незначні порівняно з гідростатичними та динамічними силами. Поверхневий натяг має значення лише там, де є вільна поверхня, а розміри меж малі. Таким чином, у випадку гідравлічних моделей ефекти поверхневого натягу, які не мають значення в прототипі, можуть впливати на поведінку потоку в моделі, і це джерело похибки в моделюванні необхідно враховувати при інтерпретації результатів.

Вплив поверхневого натягу дуже виражений у випадку трубок малого діаметра, відкритих в атмосферу. Вони можуть мати форму манометричних трубок у лабораторії або відкритих пор у ґрунті. Наприклад, якщо невелику скляну трубку занурити у воду, можна побачити, що вода піднімається всередині трубки, як показано на рисунку 3.

Поверхня води в трубці, або меніск, як її називають, увігнута догори. Це явище відоме як капілярність, а тангенціальний контакт між водою та склом вказує на те, що внутрішня когезія води менша, ніж адгезія між водою та склом. Тиск води всередині трубки, що прилягає до вільної поверхні, менший за атмосферний.

Рис. 3. Капілярність

Ртуть поводиться дещо інакше, як показано на рисунку 3(b). Оскільки сили когезії більші за сили адгезії, кут контакту більший, а меніск має опуклу грань до атмосфери та пригнічений. Тиск, що прилягає до вільної поверхні, більший за атмосферний.

Капілярних ефектів у манометрах та мірних стеклах можна уникнути, використовуючи трубки діаметром не менше 10 мм.

Відцентровий насос для морської води

Номер моделі: ASN ASNV

Насоси моделей ASN та ASNV – це одноступеневі відцентрові насоси з двостороннім всмоктуванням та розрізним спіральним корпусом, які використовуються для транспортування рідин на водопровідних спорудах, системах кондиціонування повітря, у будівлях, для зрошення, дренажних насосних станціях, електростанціях, системах промислового водопостачання, системах пожежогасіння, суднах, будівлях тощо.

Тиск пари

Молекули рідини, що мають достатню кінетичну енергію, викидаються з основної частини рідини на її вільну поверхню та переходять у пару. Тиск, що створюється цією парою, відомий як тиск пари, P₂. Підвищення температури пов'язане з більшим молекулярним перемішуванням і, отже, зі збільшенням тиску пари. Коли тиск пари дорівнює тиску газу над ним, рідина кипить. Тиск пари води при 15°C становить 1,72 кПа (1,72 кН/м²).

Атмосферний тиск

Тиск атмосфери на поверхні Землі вимірюється барометром. На рівні моря атмосферний тиск у середньому становить 101 кПа і стандартизований на цьому значенні. Спостерігається зниження атмосферного тиску з висотою; наприклад, на висоті 1500 м він зменшується до 88 кПа. Еквівалент водяного стовпа має висоту 10,3 м на рівні моря і часто називається водяним барометром. Висота є гіпотетичною, оскільки тиск пари води перешкоджав би досягненню повного вакууму. Ртуть є набагато кращою барометричною рідиною, оскільки вона має незначний тиск пари. Крім того, її висока щільність призводить до утворення стовпа прийнятної висоти — близько 0,75 м на рівні моря.

Оскільки більшість тисків, що зустрічаються в гідравліці, перевищують атмосферний тиск і вимірюються приладами, які записують відносно, зручно вважати атмосферний тиск даним значенням, тобто нулем. Тоді тиск називається манометричним тиском, коли він перевищує атмосферний, і вакуумним тиском, коли він нижчий за нього. Якщо за даний показник прийняти справжній нульовий тиск, тиск називається абсолютним. У розділі 5, де обговорюється NPSH, усі цифри виражені в абсолютних барометричних одиницях, тобто рівень моря = 0 бар, манометричний = 1 бар, абсолютний = 101 кПа = 10,3 м вод. с.

Час публікації: 20 березня 2024 р.