19759

Фізичні властивості рідини

Лекция

Физика

Розділ 1. €œФізичні властивості рідини€ Гідромеханіка як наука: загальні положення історичні відомості. Рідина її основні властивості. Закон внутрішнього тертя Ньютона. 1 Гідромеханіка €œгідро€ вода рідина; €œмеханіка€ рух наука яка вив

Украинкский

2013-07-17

52 KB

4 чел.

Розділ 1. “Фізичні властивості рідини”

  1.  Гідромеханіка як наука: загальні положення, історичні відомості.
  2.  Рідина, її основні властивості. Закон внутрішнього тертя Ньютона.

-1-

Гідромеханіка (“гідро” – вода, рідина; “механіка” – рух)– наука, яка вивчає закони рівноваги і руху рідини, а також взаємодію між рідиною і твердими тілами в стані спокою і відносного їх руху. Складається з двох основних розділів – гідростатики та гідродинаміки.

Гідростатика – розділ гідромеханіки, який вивчає закони рівноваги рідини, яка знаходиться під дією зовнішніх та внутрішніх сил, та умови рівноваги тіл, занурених у рідину.

Гідродинаміка – розділ гідромеханіки, який вивчає закони руху рідин та тіл в рідинах.

Гідромеханіка базується на знаннях з фізики, математики, теоретичної механіки. Є основою для вивчення суднових допоміжних механізмів, суднових дизельних установок, теорії корабля (устрій судна та рушія). Закономірності використовуються у нафтовій промисловості, гідротехніці, водопроводах, водному транспорті, атомній енергетиці тощо.

Історія розвитку умовно ділиться на 5 етапів:

І. Основоположник – Архімед (287-212рр. до н.е.) – основи вчення про рівновагу рідини.

ІІ. Епоха Відродження: Леонардо да Вінчі (1452-1519рр.) – вивчав рух води; Галілео Галілей (1564-1642рр.) – вивчав основи гідростатики; Е.Торрічеллі (1608-1647рр.) – вивчав витікання рідини через отвори; Блез Паскаль (1623-1662рр.) – розподіл тиску в рідині; Ісаак Ньютон (1642-1727) – вивчення тертя в рухомій рідині та теорії гідродинамічної подібності.

ІІІ. Формування гідромеханіки як науки – XVIII ст.: М.В. Ломоносов (1711-1765рр.) – закон збереження речовини та енергії; Л. Ейлер (1707-1783рр.) – чітке визначення поняття тиску в рідині, диференціальне рівняння рівноваги та руху нев’язкої рідини; Д. Бернуллі (1700-1782рр.) – закон руху рідини (праця “Гідродинаміка або Записи про сили і рух рідини”).

IV. XVIII-XIX ст.: практична гідравліка – А.Дарсі, І.Дюпюї, Ж.Пуазейль, Г.Гаген, А.Базен, Ф.Беланже, Дж.Стокс, О.Рейнольдс та ін. Теоретична гідромеханіка – Л.Лагранж, Л.Нав’є, А.Сен-Венан, І.С.Громек (теорія вихрового руху).

V. XIX-XXІ ст. – глибокі теоретичні розробки, різноманітні досліди – М.П.Петров, М.Є.Жуковський, М.М.Павловський, О.М.Крилов, С.О.Чаплигін тощо. Створення, розвиток та вдосконалення академій, кафедр, інститутів, що займалися гідромеханікою.

-2-

Рідина – фізичне тіло, яке має такі властивості як текучість (із-за якої займає форму посудини і не має власної) та дуже мала здатність до стискання (при зміні тиску чи температури).

Ідеальна рідина – абсолютно рухома нев’язка та нестислива рідина. Аналог – реальна вода у спокої.

Основні характеристики (властивості) рідини:

  1.  Густина: , одиниці вимірювання ; (вода ρ=103 кг/м3); т.б. це маса одного кубічного метру рідини.
  2.  Питома вага: , одиниці вимірювання ; (вода γ=9806 Н/м3); т.б. це вага (сила тяжіння) одного кубічного метру рідини.
  3.  Питомий об’єм: ,  ; (вода υ=10-3 кг/м3 ); т.б. це об’єм, який займає один кілограм рідини.
  4.  Стискання – це здатність рідини змінювати об’єм при зміні зовнішнього тиску:

коефіцієнт стискання - ; (вода βV=4,9*10-10 м2/Н);

модуль об’ємної пружності – ; (вода Eo=2,03*109 Па);

Т.б. для стиснення води на 1,5% потрібно ΔP=300атм=30МПа.

  1.  В’язкість – здатність рідини створювати опір відносному переміщенню її шарів.

Згідно з законом Ньютона для внутрішнього тертя:

Сила опору, що виникає між шарами рідини при їх відносному переміщенні (русі), залежить від коефіцієнта динамічної в’язкості, площі дотику поверхонь, градієнта швидкості.

Коефіцієнт динамічної в’язкості: ;

Кінематична в’язкість: ; [η]=1 Па*с=10 Пуаз; [ν]=1м2/с=104 Ст.

  1.  Поверхневий натяг – здатність рідини створювати поверхню завдяки внутрішній взаємодії молекул. В цьому явищі беруть участь три тіла – тверде, газ (повітря) та рідина, взаємодія між якими обумовлює змочування або незмочування твердих тіл.
  2.  Розчинність газів у рідинах. Сутність цього явища в тому, що певні гази можуть розчинюватись у досліджуваних рідинах. Це призводить до створення сумішей чи розчинів, які можуть позитивно або негативно впливати на експлуатаційні властивості рідини.
  3.  Кипіння – явище інтенсивного випаровування рідини, що супроводжується утворенням великої кількості бульбашок, при певних умовах (тиск-температура).

Кавітація – утворення бульбашок в області низького тиску, перенесення в область високого тиску та їх конденсація ударного характеру (місцеве підвищення тиску). Це негативне явище, яке нерідко виникає при експлуатації суднового обладнання (особливо відцентрових чи лопастних насосів).

Заняття №3

Лабораторна робота№1

“Визначення в’язкості рідини”

(див. Додаток)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68614. Експериментальне дослідження основних законів розподілу випадкових величин, що застосовуються в теорії надійності 412 KB
  Властивості випадкових величин описуються за допомогою законів розподілу під якими розуміють будьяке співвідношення що встановлює взаємозв’язок між можливими значеннями випадкової величини і відповідними їм імовірностями. Тоді функцією розподілу Fx випадкової величини X називається функція Fx = P X x.
68615. Обробка експериментальних статистичних даних про відмови елементів технічних систем. Визначення закону розподілу випадкової величини 265.5 KB
  Мета лабораторної роботи набути навиків щодо обробки експериментальних статистичних даних появи випадкової величини та визначення закону її розподілу. Основні теоретичні відомості Властивості випадкових величин описуються за допомогою законів розподілу під якими розуміють будь-яке співвідношення...
68616. Визначення критеріїв відмови складних топологічних світлосигнальних систем при різних показниках надійності їх елементів 182.5 KB
  Рівень безпеки і регулярності польотів на етапі візуального пілотування в складних метеорологічних умовах СМУ визначається правильним функціонуванням світлосигнальної системи аеродрому ССА тому до показників її надійності ставляться жорсткі вимоги.
68617. Встановлення віртуальної машини 3.43 MB
  Пояснююча інформація Установка віртуальної машини — Virtual Box на ПЕОМ. Налагодження віртуальної машини. Установка операційну системи Linux (Ubuntu 10.04 LTD) на віртуальну машину. Практичні завдання Завантажити Virtual Box з internet, сайт Oracle. Встановити на комп'ютер програму віртуалізації.
68620. ОХОРОНА ПРАЦІ В ГАЛУЗІ ВЕТЕРИНАРНОЇ МЕДИЦИНИ: МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ 173 KB
  Лабораторні заняття проводяться індивідуально або по групах, базуються на самостійному проведенні експериментів чи досліджень студентами. Лабораторний метод дає можливість набути вміння і навички, що забезпечує формування практичних вмінь.
68621. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЕЙШИХ ЦЕПЕЙ НА ПЕРЕМЕННОМ (ГАРМОНИЧЕСКОМ) ТОКЕ 12.36 MB
  Вне зависимости от состава и схемы электрической цепи её свойства описываются рядом комплексных частотных характеристик КЧХ. Эти характеристики изображают зависимости тех или иных свойств цепи от частоты. Комплексная частотная характеристика цепи это отношение комплексного изображения...