Ziņas — šķidrumu īpašības, kādi ir šķidrumu veidi?

Vispārīgs apraksts

Kā norāda nosaukums, šķidrumu raksturo tā spēja plūst. Tas atšķiras no cietas vielas ar to, ka tas deformējas bīdes sprieguma dēļ, lai cik mazs būtu bīdes spriegums. Vienīgais kritērijs ir tas, ka deformācijai jāpaiet pietiekami ilgam laikam. Šajā ziņā šķidrums ir bezformīgs.

Šķidrumus var iedalīt šķidrumos un gāzēs. Šķidrums ir tikai nedaudz saspiežams, un, ievietojot to atvērtā traukā, tam ir brīva virsma. Savukārt gāze vienmēr izplešas, piepildot savu trauku. Tvaiks ir gāze, kas ir tuvu šķidram stāvoklim.

Šķidrums, ar kuru inženieris galvenokārt nodarbojas, ir ūdens. Tas var saturēt līdz pat trim procentiem gaisa šķīdumā, kas zem atmosfēras spiediena mēdz izdalīties. Tas jāņem vērā, projektējot sūkņus, vārstus, cauruļvadus utt.

Vertikālais turbīnas sūknis

Dīzeļdzinēja vertikālais turbīnas daudzpakāpju centrbēdzes iebūvētais vārpstas ūdens drenāžas sūknis Šāda veida vertikālais drenāžas sūknis galvenokārt tiek izmantots notekūdeņu vai notekūdeņu sūknēšanai bez korozijas, temperatūrā zem 60 °C, suspendēto cietvielu (izņemot šķiedrvielas, putraimus) ar saturu mazāku par 150 mg/l. VTP tipa vertikālais drenāžas sūknis ir VTP tipa vertikālais ūdens sūknis, un, pamatojoties uz palielinājumu un apkakli, caurules eļļas eļļošana ir ūdens. Var sūknēt notekūdeņus vai notekūdeņus temperatūrā zem 60 °C, lai saturētu noteiktus cietos graudus (piemēram, metāllūžņus un smalkas smiltis, ogles utt.).

Šķidrumu galvenās fizikālās īpašības ir aprakstītas šādi:

Blīvums (ρ)

Šķidruma blīvums ir tā masa uz tilpuma vienību. SI sistēmā to izsaka kg/m3.³.

Ūdens sasniedz maksimālo blīvumu 1000 kg/m³.³pie 4°C. Pieaugot temperatūrai, blīvums nedaudz samazinās, bet praktiskos nolūkos ūdens blīvums ir 1000 kg/m3.³.

Relatīvais blīvums ir šķidruma blīvuma attiecība pret ūdens blīvumu.

Īpatnējā masa (w)

Šķidruma īpatnējā masa ir tā masa uz tilpuma vienību. Si sistēmā to izsaka N/m3.³Normālā temperatūrā w ir 9810 N/m³jeb 9,81 kN/m³(aptuveni 10 kN/m³aprēķinu ērtībai).

Īpatnējais svars (SG)

Šķidruma īpatnējais svars ir dotā šķidruma tilpuma masas attiecība pret tāda paša ūdens tilpuma masu. Tādējādi tā ir arī šķidruma blīvuma attiecība pret tīra ūdens blīvumu, parasti 15°C temperatūrā.

Vakuuma uzsūknēšanas urbuma punktveida sūknis

Modeļa Nr.：TWP

TWP sērijas pārvietojamie dīzeļdzinēja pašuzsūcošie aku punktveida ūdenssūkņi avārijas situācijām ir Singapūras uzņēmuma DRAKOS PUMP un Vācijas uzņēmuma REEOFLO kopīgi izstrādāti. Šīs sērijas sūkņi var transportēt visu veidu tīras, neitrālas un kodīgas vielas, kas satur daļiņas. Tie atrisina daudzas tradicionālo pašuzsūcošo sūkņu kļūmes. Šāda veida pašuzsūcošā sūkņa unikālā sausās darbības konstrukcija nodrošinās automātisku ieslēgšanos un restartēšanu bez šķidruma pirmajā ieslēgšanas reizē. Sūkšanas augstums var pārsniegt 9 m; lieliska hidrauliskā konstrukcija un unikālā konstrukcija nodrošina augstu efektivitāti, kas pārsniedz 75%. Pēc izvēles iespējama dažādu konstrukciju uzstādīšana.

Tilpuma modulis (k)

praktiskos nolūkos šķidrumus var uzskatīt par nesaspiežamiem. Tomēr ir daži gadījumi, piemēram, nestacionāra plūsma caurulēs, kad jāņem vērā saspiežamība. Elastības modulis k ir šāds:

kur p ir spiediena pieaugums, kas, piemērojot to tilpumam V, izraisa tilpuma AV samazināšanos. Tā kā tilpuma samazinājumam jābūt saistītam ar proporcionālu blīvuma pieaugumu, 1. vienādojumu var izteikt šādi:

jeb ūdens,k normālā temperatūrā un spiedienā ir aptuveni 2150 MPa. No tā izriet, ka ūdens ir aptuveni 100 reizes saspiežamāks nekā tērauds.

Ideāls šķidrums

Ideāls jeb perfekts šķidrums ir tāds, kurā starp šķidruma daļiņām nav tangenciālu vai bīdes spriegumu. Spēki vienmēr darbojas normāli šķērsgriezumā un ir ierobežoti ar spiediena un paātrinājuma spēkiem. Neviens reāls šķidrums pilnībā neatbilst šim jēdzienam, un visiem kustībā esošajiem šķidrumiem ir tangenciālie spriegumi, kas slāpē kustību. Tomēr daži šķidrumi, tostarp ūdens, ir tuvu ideālam šķidrumam, un šis vienkāršotais pieņēmums ļauj izmantot matemātiskas vai grafiskas metodes noteiktu plūsmas problēmu risināšanā.

Vertikālais turbīnas ugunsdzēsības sūknis

Modeļa Nr.：XBC-VTP

XBC-VTP sērijas vertikālie ugunsdzēsības sūkņi ar garu vārpstu ir vienpakāpes, daudzpakāpju difuzora sūkņu sērija, kas ražota saskaņā ar jaunāko nacionālo standartu GB6245-2006. Mēs arī uzlabojām konstrukciju, atsaucoties uz Amerikas Savienoto Valstu Ugunsdrošības asociācijas standartu. To galvenokārt izmanto ugunsdzēsības ūdensapgādei naftas ķīmijas, dabasgāzes, elektrostaciju, kokvilnas tekstilizstrādājumu, piestātņu, aviācijas, noliktavu, augstceltņu un citās nozarēs. To var izmantot arī kuģos, jūras cisternās, ugunsdzēsības kuģos un citās apgādes situācijās.

Viskozitāte

Šķidruma viskozitāte ir tā pretestības tangenciālajam vai bīdes spriegumam mērs. Tā rodas no šķidruma molekulu mijiedarbības un kohēzijas. Visiem reāliem šķidrumiem piemīt viskozitāte, lai gan dažādās pakāpēs. Bīdes spriegums cietvielā ir proporcionāls deformācijai, savukārt bīdes spriegums šķidrumā ir proporcionāls bīdes deformācijas ātrumam. No tā izriet, ka šķidrumā, kas atrodas miera stāvoklī, bīdes spriegums nevar būt.

1. att. Viskozā deformācija

Apsveriet šķidrumu, kas atrodas starp divām plāksnēm, kuras atrodas ļoti nelielā attālumā y viena no otras (1. att.). Apakšējā plāksne stāv nekustīgi, kamēr augšējā plāksne pārvietojas ar ātrumu v. Tiek pieņemts, ka šķidruma kustība notiek virknē bezgalīgi plānu slāņu jeb plāksnīšu, kas var brīvi slīdēt viena pār otru. Nav šķērsplūsmas vai turbulences. Slānis, kas atrodas blakus nekustīgajai plāksnei, stāv nekustīgi, kamēr slānim, kas atrodas blakus kustīgajai plāksnei, ir ātrums v. Bīdes deformācijas ātrums jeb ātruma gradients ir dv/dy. Dinamisko viskozitāti jeb, vienkāršāk sakot, viskozitāti μ izsaka ar

Tātad, ka:

Šo viskozā sprieguma izteiksmi pirmo reizi postulēja Ņūtons, un tā ir pazīstama kā Ņūtona viskozitātes vienādojums. Gandrīz visiem šķidrumiem ir nemainīgs proporcionalitātes koeficients, un tos sauc par Ņūtona šķidrumiem.

2. att. Bīdes sprieguma un bīdes deformācijas ātruma saistība.

2. attēls ir 3. vienādojuma grafisks attēlojums un parāda cietvielu un šķidrumu atšķirīgo uzvedību bīdes sprieguma ietekmē.

Viskozitāti izsaka centipoisos (Pa·s vai Ns/m²).²).

Daudzās problēmās, kas saistītas ar šķidruma kustību, viskozitāte parādās blīvumā formā μ/p (neatkarīgi no spēka), un ir ērti izmantot vienu terminu v, kas pazīstams kā kinemātiskā viskozitāte.

Smagās eļļas ν vērtība var sasniegt pat 900 x 10^-6m²/s, turpretī ūdenim, kam ir relatīvi zema viskozitāte, tā ir tikai 1,14 x 10?m2/s pie 15° C. Šķidruma kinemātiskā viskozitāte samazinās, palielinoties temperatūrai. Istabas temperatūrā gaisa kinemātiskā viskozitāte ir aptuveni 13 reizes lielāka nekā ūdenim.

Virsmas spraigums un kapilaritāte

Piezīme:

Kohēzija ir pievilkšanās spēks, kas līdzīgām molekulām piemīt viena otrai.

Adhēzija ir pievilkšanās spēks, ko dažādas molekulas jūt viena pret otru.

Virsmas spraigums ir fizikāla īpašība, kas ļauj ūdens pilienam palikt suspensijā pie krāna, traukam būt piepildītam ar šķidrumu nedaudz virs malas, tomēr neizlīstot, vai adatai peldēt pa šķidruma virsmu. Visas šīs parādības rodas molekulu kohēzijas dēļ šķidruma virsmā, kas robežojas ar citu nesajaucamu šķidrumu vai gāzi. Tas ir tā, it kā virsma sastāvētu no elastīgas, vienmērīgi nospriegotas membrānas, kas vienmēr cenšas sarauties virsmas laukumā. Tādējādi mēs atklājam, ka gāzes burbuļi šķidrumā un mitruma pilieni atmosfērā ir aptuveni sfēriskas formas.

Virsmas spraiguma spēks pāri jebkurai iedomātai līnijai uz brīvas virsmas ir proporcionāls līnijas garumam un darbojas virzienā, kas ir perpendikulārs tai. Virsmas spraigumu uz garuma vienību izsaka mN/m. Tā lielums ir diezgan mazs, aptuveni 73 mN/m ūdenim saskarē ar gaisu istabas temperatūrā. Virsmas spraiguma koeficienti nedaudz samazinās.iieslēdzas, palielinoties temperatūrai.

Vairumā hidraulikas pielietojumu virsmas spraigumam ir maza nozīme, jo saistītie spēki parasti ir niecīgi salīdzinājumā ar hidrostatiskajiem un dinamiskajiem spēkiem. Virsmas spraigumam ir nozīme tikai tad, ja ir brīva virsma un robežizmēri ir mazi. Tādējādi hidraulisko modeļu gadījumā virsmas spraiguma efekti, kuriem prototipā nav nozīmes, var ietekmēt plūsmas uzvedību modelī, un šis simulācijas kļūdas avots ir jāņem vērā, interpretējot rezultātus.

Virsmas spraiguma efekti ir ļoti izteikti šaura diametra cauruļu gadījumā, kas ir atvērtas atmosfērai. Tās var būt manometra caurules laboratorijā vai atvērtas poras augsnē. Piemēram, iegremdējot nelielu stikla caurulīti ūdenī, var redzēt, ka ūdens caurules iekšpusē paceļas, kā parādīts 3. attēlā.

Ūdens virsma caurulē jeb, kā to sauc, menisks ir ieliekta uz augšu. Šo parādību sauc par kapilaritāti, un tangenciālais kontakts starp ūdeni un stiklu norāda, ka ūdens iekšējā kohēzija ir mazāka nekā adhēzija starp ūdeni un stiklu. Ūdens spiediens caurulē blakus brīvajai virsmai ir mazāks nekā atmosfēras spiediens.

3. attēls. Kapilaritāte

Dzīvsudrabs uzvedas diezgan atšķirīgi, kā parādīts 3. attēlā (b). Tā kā kohēzijas spēki ir lielāki nekā adhēzijas spēki, saskares leņķis ir lielāks un meniskam ir izliekta virsma pret atmosfēru, un tas ir nospiests. Spiediens pie brīvās virsmas ir lielāks nekā atmosfēras spiediens.

Kapilaritātes efektus manometros un mērstiklos var novērst, izmantojot caurules, kuru diametrs nav mazāks par 10 mm.

Centrbēdzes jūras ūdens galamērķa sūknis

Modeļa Nr.：ASN ASNV

ASN un ASNV modeļu sūkņi ir vienpakāpes dubultās iesūkšanas centrbēdzes sūkņi ar sadalītu spirālveida korpusu, ko izmanto šķidrumu transportēšanai ūdensapgādes darbos, gaisa kondicionēšanas cirkulācijā, ēkās, apūdeņošanā, drenāžas sūkņu stacijās, elektrostacijās, rūpnieciskajās ūdensapgādes sistēmās, ugunsdzēsības sistēmās, kuģos, ēkās un tā tālāk.

Tvaika spiediens

Šķidruma molekulas, kurām ir pietiekama kinētiskā enerģija, tiek izmestas no šķidruma pamatmasas tā brīvajā virsmā un nonāk tvaikā. Šī tvaika radīto spiedienu sauc par tvaika spiedienu P. Temperatūras paaugstināšanās ir saistīta ar lielāku molekulāro maisīšanos un līdz ar to tvaika spiediena palielināšanos. Kad tvaika spiediens ir vienāds ar virs tā esošās gāzes spiedienu, šķidrums vārās. Ūdens tvaika spiediens 15°C temperatūrā ir 1,72 kPa (1,72 kN/m²).

Atmosfēras spiediens

Atmosfēras spiedienu Zemes virsmā mēra ar barometru. Jūras līmenī atmosfēras spiediens vidēji ir 101 kPa, un tas tiek standartizēts pēc šīs vērtības. Atmosfēras spiediens samazinās līdz ar augstumu; piemēram, 1500 m augstumā tas samazinās līdz 88 kPa. Ūdens staba ekvivalenta augstums jūras līmenī ir 10,3 m, un to bieži sauc par ūdens barometru. Augstums ir hipotētisks, jo ūdens tvaika spiediens neļautu sasniegt pilnīgu vakuumu. Dzīvsudrabs ir daudz pārāks barometriskais šķidrums, jo tam ir niecīgs tvaika spiediens. Turklāt tā augstais blīvums rada pieņemama augstuma stabu - aptuveni 0,75 m jūras līmenī.

Tā kā lielākā daļa hidraulikā sastopamo spiedienu pārsniedz atmosfēras spiedienu un tiek mērīti ar instrumentiem, kas reģistrē relatīvos rādītājus, ir ērti uzskatīt atmosfēras spiedienu par atskaites punktu, t. i., nulli. Spiedienu sauc par manometrisko spiedienu, ja tas ir virs atmosfēras spiediena, un par vakuuma spiedienu, ja tas ir zem tā. Ja par atskaites punktu tiek ņemts patiesais nulles spiediens, spiedienus sauc par absolūtajiem. 5. nodaļā, kur tiek apspriests NPSH, visi skaitļi ir izteikti absolūtā ūdens barometra izteiksmē, t. i., jūras līmenis = 0 bāri, manometriskais spiediens = 1 bārs absolūtais spiediens = 10¹⁰ kPa = 10,3 m ūdens.

Publicēšanas laiks: 2024. gada 20. marts