Физические свойства жидкостей


Жидкостью называется физическое тело, обладающее легкой подвижностью частиц, то есть текучестью. Жидкости с точки зрения физико-механических свойств разделяются на два класса - капельные жидкости (или малосжимаемые) и газы (или сжимаемые жидкости). В гидравлике изучаются капельные жидкости. Многие законы гидравлики, полученные для капельной жидкости, справедливы и для газов, когда допустимо считать газ малосжимаемым. Жидкость рассматривается в гидравлике обычно как сплошная (непрерывная), однородная и изотропная среда, обладающая одинаковыми свойствами во всех точках и по всем направлениям.

Основными физическими свойствами жидкости, базируясь на которых в гидравлике устанавливаются общие законы ее равновесия и движения, являются: 1) текучесть, 2) весомость (плотность), 3) изменяемость объема и 4) вязкость.

Текучесть – неспособность жидкости сопротивляться сколько угодно малым касательным напряжениям при статическом приложении нагрузки.

Весомость характеризуется удельным весом g (Н/м3), т. е. весом G единицы объема жидкости:

,

а также плотностью r (кг/м3) - отношением массы жидкости M к ее объему W:

.

Плотность и удельный вес связаны между собой соотношением

,

где g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

Для   пресной   воды   при   температуре   T =  2770 К    r = 1000 кг/м3,  g = 9810 Н/м3.

Изменяемость объема при изменении давления и при изменении температуры.

Изменяемость объема жидкости при изменении давления характеризуется коэффициентом объемного сжатия bw (1/МПа) или модулем  упругости  при  всестороннем  сжатии  E0  (МПа):

,

где DW – приращение объема жидкости при изменении давления на Dp.

Для воды E0 = 2,1×103 Мпа.

Изменяемость объема жидкости при изменении температуры характеризуется коэффициентом температурного расширения bt, равным изменению относительного объема жидкости при изменении ее температуры T на 1К:

 .

Вязкость жидкости – это ее способность сопротивляться сдвигу.

Она характеризуется динамическим m (Н×с/м2) и кинематическим n (м2/с) коэффициентами вязкости, которые связаны соотношением

.

С увеличением температуры жидкости ее вязкость уменьшается. Для воды при температуре T = 293 К n  » 10-6 м2/c.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: