19759

Фізичні властивості рідини

Лекция

Физика

Розділ 1. Фізичні властивості рідини Гідромеханіка як наука: загальні положення історичні відомості. Рідина її основні властивості. Закон внутрішнього тертя Ньютона. 1 Гідромеханіка гідро вода рідина; механіка 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

21942. Топографічні карти та плани 5.78 MB
  Топографічні карти та плани На попередній лекції ми розглянули геодезію як науку про Землю. Масштаби топографічних карт і планів Масштабом топографічної карти або плану називають відношення довжини лінії на карті плані до відповідної горизонтальної довжини цієї лінії на місцевості.5 де М число яке показує ступінь зменшення ліній місцевості на карті плані і навпаки ступінь збільшення ліній карти плану на місцевості тобто: на карті 2.7 Чим менший знаменник М чисельного...
21943. ОПОРНІ ГЕОДЕЗИЧНІ МЕРЕЖІ 2.87 MB
  Для зменшення впливу похибок вимірювань на точність визначення координат пунктів геодезичної мережі її створюють від загального до часткового. За цим принципом в Україні геодезична мережа поділяється на: державну геодезичну мережу; мережі згущення; знімальні мережі. Планові геодезичні мережі створюють способами: Астрономічний спосіб полягає в визначені широти  довготи  кожного пункту та астрономічного азимута напрямів ліній геодезичної мережі за спостереженнями небесних світил.
21944. Топографічні знімання 9.53 MB
  Топографічні знімання Ми розглянули які виміри виконуються в геодезії як оцінити кількісні та якісні характеристики вимірів. Види знімань місцевості Процес виконання геодезичних вимірів для складання карт і планів місцевості називається зніманням. Якщо при зніманні визначають взаємне розміщення предметів та контурів місцевості то його називають горизонтальним або контурним зніманням. Знімання ситуації та рельєфу місцевості називають топографічним.
21945. ВИМІРЮВАННЯ ДОВЖИНИ ЛІНІЙ 1.36 MB
  Методи та прилади лінійних вимірювань Залежно від наявності приладів вимог точності умов місцевості лінії вимірюють способами: а прямим або безпосереднім способом за допомогою мірних стрічок рулеток підвісних мірних проволок та інших лінійних приладів; б непрямим або посереднім способом за допомогою ниткових віддалемірів та електрооптичних приладів світло та радіовіддалемірів геометричних побудов фігур на місцевості. Між закріпленими на місцевості точками А і В в створі лінії послідовно укладають мірний прилад. Створ лінії утворює...
21946. ВИМІРЮВАННЯ ПЕРЕВИЩЕНЬ 3.47 MB
  Види нівелювання Перевищенням називають різницю висот точок земної поверхні або будівельних конструкцій. Нівелювання вид геодезичних робіт для вимірювання перевищень між точками земної поверхні або споруд. За методами розрізняють такі види нівелювання [1]: Геометричне використовується принцип горизонтальності візирного променя зорової труби. В інженернобудівельній справі переважно використовуються: геометричне тригонометричне та гідростатичне нівелювання.
21947. Геодезичні розмічувальні роботи при плануванні та зведені інженерних споруд 1.67 MB
  Розмічування виконують в такій послідовності: 1 В точці А встановлюють теодоліт приводять в робоче положення і за ходом годинникової стрілки відкладають величину проектного кута . графічно зображено розмічування точки D з вихідного пункту В.Спосіб лінійної засічки Точка С в способі розмічування лінійною засічкою визначається перетином дуг проектних відстаней d1 і d2 віддалених від двох опорних пунктів A і В рис. Спосіб GPSрозмічування Використання GPSприймачів дозволяє визначати координати точок на земній поверхні та на поверхні...
21948. ГЕОДЕЗИЧНІ РОБОТИ ПРИ МОНТАЖІ ЕЛЕМЕНТІВ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ 1.06 MB
  ГЕОДЕЗИЧНІ РОБОТИ ПРИ МОНТАЖІ ЕЛЕМЕНТІВ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ Розглянувши елементи та методи інженерногеодезичних робіт розглянемо методику геодезичного забезпечення встановлення елементів будівельних конструкцій в проектне положення. Завдання та зміст геодезичних робіт При проведенні монтажних робіт встановлюють в проектне положення елементи та вузли будівельних конструкцій: фундаменти колони панелі цегляні стіни балки плити перекриття тощо. У промислових спорудах після монтажу будівельних конструкцій у проектне положення...
21949. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНІ ВИШУКУВАННЯ ЛІНІЙНИХ СПОРУД 3.34 MB
  Комплекс інженерногеодезичних робіт по вибору найбільш оптимальної економічно обґрунтованої траси називають трасуванням. Проектування траси лінійної споруди по топографічним картах і планам називають камеральним трасуванням. Вибір траси безпосередньо на місцевості називають польовим трасуванням.1 виходячи із дотримання граничного ухилу траси.
21950. ОРГАНІЗАЦІЯ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНИХ РОЗМІЧУВАЛЬНИХ РОБІТ 5.04 MB
  Організація інженерногеодезичних робіт Для геодезичного забезпечення будівельної галузі в системі Міністерства будівництва архітектури та комунального господарства України повинна бути створена державна Геодезична служба в будівництві ДГСБ. Вона повинна законодавчо відповідати за стан якість виконання інженерногеодезичних робіт в будівництві бути керівним органом по створенню нормативнотехнічних документів НТД. В системі Держбуду інших міністерствах і відомствах повинні бути створені підрозділи ДГСБ які б виконували керівні та...