Ειδήσεις - Οι ιδιότητες των υγρών, ποιος είναι ο τύπος των υγρών;

Γενική περιγραφή

Ένα ρευστό, όπως υποδηλώνει το όνομα, χαρακτηρίζεται από την ικανότητά του να ρέει. Διαφέρει από ένα στερεό στο ότι υφίσταται παραμόρφωση λόγω διατμητικής τάσης, όσο μικρή και αν είναι η διατμητική τάση. Το μόνο κριτήριο είναι να περάσει αρκετός χρόνος για να πραγματοποιηθεί η παραμόρφωση. Με αυτή την έννοια ένα ρευστό είναι άμορφο.

Τα υγρά μπορούν να χωριστούν σε υγρά και αέρια. Ένα υγρό είναι ελάχιστα συμπιέσιμο και υπάρχει ελεύθερη επιφάνεια όταν τοποθετείται σε ανοιχτό δοχείο. Από την άλλη πλευρά, ένα αέριο διαστέλλεται πάντα για να γεμίσει το δοχείο του. Ο ατμός είναι ένα αέριο που βρίσκεται κοντά στην υγρή κατάσταση.

Το υγρό με το οποίο ασχολείται κυρίως ο μηχανικός είναι το νερό. Μπορεί να περιέχει έως και τρία τοις εκατό αέρα σε διάλυμα που σε υποατμοσφαιρικές πιέσεις τείνει να απελευθερώνεται. Πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για αυτό κατά το σχεδιασμό αντλιών, βαλβίδων, αγωγών κ.λπ.

Κάθετη τουρμπίνα αντλία

Κινητήρας ντίζελ Κάθετης τουρμπίνας πολλαπλών σταδίων φυγόκεντρος εν σειρά άξονας αντλία αποστράγγισης νερού Αυτό το είδος κάθετης αντλίας αποστράγγισης χρησιμοποιείται κυρίως για άντληση χωρίς διάβρωση, θερμοκρασία μικρότερη από 60 °C, αιωρούμενα στερεά (χωρίς τις ίνες, τους κόκκους) λιγότερο από 150 mg/L περιεκτικότητα τα λύματα ή τα λύματα. Η κάθετη αντλία αποστράγγισης τύπου VTP είναι σε κάθετες αντλίες νερού τύπου VTP, και με βάση την αύξηση και το κολάρο, ρυθμίστε τη λίπανση λαδιού σωλήνα είναι νερό. Μπορεί να καπνίσει σε θερμοκρασία κάτω από 60 °C, να στείλει να περιέχει συγκεκριμένους στερεούς κόκκους (όπως παλιοσίδερο και ψιλή άμμο, άνθρακα κ.λπ.) λυμάτων ή λυμάτων.

Οι κύριες φυσικές ιδιότητες των υγρών περιγράφονται ως εξής:

Πυκνότητα (ρ)

Η πυκνότητα ενός ρευστού είναι η μάζα του ανά μονάδα όγκου. Στο σύστημα SI εκφράζεται ως kg/m³.

Το νερό είναι στη μέγιστη πυκνότητά του 1000 kg/m³στους 4°C. Υπάρχει μια μικρή μείωση της πυκνότητας με την αύξηση της θερμοκρασίας αλλά για πρακτικούς λόγους η πυκνότητα του νερού είναι 1000 kg/m³.

Η σχετική πυκνότητα είναι ο λόγος της πυκνότητας ενός υγρού προς αυτή του νερού.

Ειδική μάζα (w)

Η ειδική μάζα ενός ρευστού είναι η μάζα του ανά μονάδα όγκου. Στο σύστημα Si, εκφράζεται σε N/m³. Σε κανονικές θερμοκρασίες, το w είναι 9810 N/m³ή 9,81 kN/m³(περίπου 10 kN/m³για ευκολία υπολογισμού).

Ειδικό βάρος (SG)

Το ειδικό βάρος ενός ρευστού είναι ο λόγος της μάζας ενός δεδομένου όγκου υγρού προς τη μάζα του ίδιου όγκου νερού. Έτσι είναι επίσης η αναλογία της πυκνότητας ενός ρευστού προς την πυκνότητα του καθαρού νερού, συνήθως όλοι στους 15°C.

Αντλία σημείων φρεατίου πλήρωσης κενού

Αριθμός μοντέλου: TWP

Η σειρά TWP Movable Diesel Engine self-priming Water Point Water Pumps για έκτακτη ανάγκη σχεδιάζονται από κοινού από την DRAKOS PUMP της Σιγκαπούρης και την εταιρεία REEOFLO της Γερμανίας. Αυτή η σειρά αντλιών μπορεί να μεταφέρει όλα τα είδη καθαρού, ουδέτερου και διαβρωτικού μέσου που περιέχει σωματίδια. Επιλύστε πολλές παραδοσιακές βλάβες αντλίας αυτόματης αναπλήρωσης. Αυτό το είδος αντλίας αυτόματης αναρρόφησης μοναδικής δομής ξηρής λειτουργίας θα είναι αυτόματη εκκίνηση και επανεκκίνηση χωρίς υγρό για την πρώτη εκκίνηση. Η κεφαλή αναρρόφησης μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 9 m. Ο εξαιρετικός υδραυλικός σχεδιασμός και η μοναδική δομή διατηρούν την υψηλή απόδοση πάνω από 75%. Και εγκατάσταση διαφορετικής δομής για προαιρετική.

Συντελεστής όγκου (k)

ή για πρακτικούς σκοπούς, τα υγρά μπορεί να θεωρηθούν ως ασυμπίεστα. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις, όπως η ασταθής ροή σε σωλήνες, όπου πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η συμπιεστότητα. Ο όγκος συντελεστής ελαστικότητας,k, δίνεται από:

όπου p είναι η αύξηση της πίεσης η οποία, όταν εφαρμόζεται σε όγκο V, οδηγεί σε μείωση του όγκου AV. Δεδομένου ότι μια μείωση του όγκου πρέπει να σχετίζεται με μια ανάλογη αύξηση της πυκνότητας, η εξίσωση 1 μπορεί να εκφραστεί ως:

ή νερό,k είναι περίπου 2 150 MPa σε κανονικές θερμοκρασίες και πιέσεις. Από αυτό προκύπτει ότι το νερό είναι περίπου 100 φορές πιο συμπιεστό από το ατσάλι.

Ιδανικό υγρό

Ιδανικό ή τέλειο ρευστό είναι εκείνο στο οποίο δεν υπάρχουν εφαπτομενικές ή διατμητικές τάσεις μεταξύ των σωματιδίων του ρευστού. Οι δυνάμεις ενεργούν πάντα κανονικά σε ένα τμήμα και περιορίζονται σε δυνάμεις πίεσης και επιτάχυνσης. Κανένα πραγματικό ρευστό δεν συμμορφώνεται πλήρως με αυτήν την ιδέα, και για όλα τα ρευστά σε κίνηση υπάρχουν εφαπτομενικές τάσεις που έχουν μια αποσβεστική επίδραση στην κίνηση. Ωστόσο, ορισμένα υγρά, συμπεριλαμβανομένου του νερού, είναι κοντά σε ένα ιδανικό ρευστό και αυτή η απλοποιημένη υπόθεση επιτρέπει την υιοθέτηση μαθηματικών ή γραφικών μεθόδων για την επίλυση ορισμένων προβλημάτων ροής.

Κάθετη τουρμπίνα πυροσβεστική αντλία

Αριθμός μοντέλου: XBC-VTP

Οι αντλίες πυρόσβεσης κατακόρυφου μακρού άξονα της σειράς XBC-VTP είναι σειρές μονοβάθμιων, πολλαπλών σταδίων αντλιών διαχυτών, που κατασκευάζονται σύμφωνα με το πιο πρόσφατο Εθνικό Πρότυπο GB6245-2006. Βελτιώσαμε επίσης τη σχεδίαση με αναφορά στο πρότυπο της Ένωσης Πυροπροστασίας των Ηνωμένων Πολιτειών. Χρησιμοποιείται κυρίως για την παροχή νερού πυρκαγιάς σε πετροχημικά, φυσικό αέριο, εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, κλωστοϋφαντουργίας βαμβακιού, προβλήτα, αεροπορία, αποθήκευση, πολυώροφα κτίρια και άλλες βιομηχανίες. Μπορεί επίσης να ισχύει για πλοίο, θαλάσσια δεξαμενή, πυροσβεστικό πλοίο και άλλες περιπτώσεις εφοδιασμού.

Ιξώδες

Το ιξώδες ενός ρευστού είναι ένα μέτρο της αντίστασής του στην εφαπτομενική ή διατμητική τάση. Προκύπτει από την αλληλεπίδραση και τη συνοχή των μορίων του υγρού. Όλα τα πραγματικά ρευστά έχουν ιξώδες, αν και σε διάφορους βαθμούς. Η διατμητική τάση σε ένα στερεό είναι ανάλογη με την παραμόρφωση ενώ η διατμητική τάση σε ένα ρευστό είναι ανάλογη με το ρυθμό της διατμητικής τάσης. Από αυτό προκύπτει ότι δεν μπορεί να υπάρχει διατμητική τάση σε ένα ρευστό που βρίσκεται σε ηρεμία.

Εικ.1.Ιξώδης παραμόρφωση

Θεωρήστε ένα ρευστό που περιορίζεται ανάμεσα σε δύο πλάκες που βρίσκονται σε πολύ μικρή απόσταση y μεταξύ τους (Εικ. 1). Η κάτω πλάκα είναι ακίνητη ενώ η πάνω πλάκα κινείται με ταχύτητα v. Η κίνηση του ρευστού θεωρείται ότι λαμβάνει χώρα σε μια σειρά απείρως λεπτών στρωμάτων ή ελασμάτων, ελεύθερα να ολισθαίνουν το ένα πάνω στο άλλο. Δεν υπάρχει εγκάρσια ροή ή αναταράξεις. Η στρώση δίπλα στη σταθερή πλάκα βρίσκεται σε ηρεμία ενώ η στρώση δίπλα στην κινούμενη πλάκα έχει ταχύτητα v. Ο ρυθμός διατμητικής τάσης ή κλίσης ταχύτητας είναι dv/dy. Το δυναμικό ιξώδες ή, πιο απλά, το ιξώδες μ δίνεται από

Ωστε:

Αυτή η έκφραση για το ιξώδες τάσεις υποβλήθηκε για πρώτη φορά από τον Newton και είναι γνωστή ως εξίσωση ιξώδους του Newton. Σχεδόν όλα τα ρευστά έχουν σταθερό συντελεστή αναλογικότητας και αναφέρονται ως Νευτώνεια ρευστά.

Εικ.2. Σχέση μεταξύ διατμητικής τάσης και ρυθμού διατμητικής παραμόρφωσης.

Το Σχήμα 2 είναι μια γραφική αναπαράσταση της Εξίσωσης 3 και δείχνει τις διαφορετικές συμπεριφορές στερεών και υγρών υπό διατμητική τάση.

Το ιξώδες εκφράζεται σε centipoise (Pa.s ή Ns/m²).

Σε πολλά προβλήματα που αφορούν την κίνηση του ρευστού, το ιξώδες εμφανίζεται με την πυκνότητα με τη μορφή μ/p (ανεξάρτητο από τη δύναμη) και είναι βολικό να χρησιμοποιηθεί ένας μόνο όρος v, γνωστός ως κινηματικό ιξώδες.

Η τιμή του ν για ένα βαρύ λάδι μπορεί να είναι τόσο υψηλή όσο 900 x 10^-6m²/s, ενώ για το νερό, που έχει σχετικά χαμηλό ιξώδες, είναι μόνο 1,14 x 10?m2/s στους 15° C. Το κινηματικό ιξώδες ενός υγρού μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Σε θερμοκρασία δωματίου, το κινηματικό ιξώδες του αέρα είναι περίπου 13 φορές μεγαλύτερο από αυτό του νερού.

Επιφανειακή τάση και τριχοειδές

Σημείωμα:

Η συνοχή είναι η έλξη που έχουν παρόμοια μόρια μεταξύ τους.

Η προσκόλληση είναι η έλξη που ασκούν ανόμοια μόρια μεταξύ τους.

Η επιφανειακή τάση είναι η φυσική ιδιότητα που επιτρέπει σε μια σταγόνα νερού να συγκρατείται σε αιώρηση σε μια βρύση, ένα δοχείο να γεμίζει με υγρό λίγο πάνω από το χείλος και ωστόσο να μην χυθεί ή μια βελόνα να επιπλέει στην επιφάνεια ενός υγρού. Όλα αυτά τα φαινόμενα οφείλονται στη συνοχή μεταξύ των μορίων στην επιφάνεια ενός υγρού που γειτνιάζει με άλλο μη αναμίξιμο υγρό ή αέριο. Είναι σαν η επιφάνεια να αποτελείται από μια ελαστική μεμβράνη, ομοιόμορφα τεντωμένη, η οποία τείνει πάντα να συστέλλει την επιφανειακή περιοχή. Έτσι διαπιστώνουμε ότι οι φυσαλίδες αερίου σε ένα υγρό και τα σταγονίδια υγρασίας στην ατμόσφαιρα έχουν περίπου σφαιρικό σχήμα.

Η δύναμη επιφανειακής τάσης σε κάθε νοητή γραμμή σε μια ελεύθερη επιφάνεια είναι ανάλογη με το μήκος της γραμμής και δρα σε κατεύθυνση κάθετη σε αυτήν. Η επιφανειακή τάση ανά μονάδα μήκους εκφράζεται σε mN/m. Το μέγεθός του είναι αρκετά μικρό και είναι περίπου 73 mN/m για νερό σε επαφή με αέρα σε θερμοκρασία δωματίου. Υπάρχει μια μικρή μείωση στις δεκάδες επιφανειώνiσυνεχίζεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Στις περισσότερες εφαρμογές στην υδραυλική, η επιφανειακή τάση είναι μικρής σημασίας καθώς οι σχετικές δυνάμεις είναι γενικά αμελητέες σε σύγκριση με τις υδροστατικές και δυναμικές δυνάμεις. Η επιφανειακή τάση είναι σημαντική μόνο όταν υπάρχει ελεύθερη επιφάνεια και οι οριακές διαστάσεις είναι μικρές. Έτσι, στην περίπτωση των υδραυλικών μοντέλων, τα φαινόμενα επιφανειακής τάσης, τα οποία δεν έχουν καμία συνέπεια στο πρωτότυπο, μπορεί να επηρεάσουν τη συμπεριφορά ροής στο μοντέλο, και αυτή η πηγή σφάλματος στην προσομοίωση πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

Τα φαινόμενα επιφανειακής τάσης είναι πολύ έντονα στην περίπτωση σωλήνων μικρής οπής ανοιχτής στην ατμόσφαιρα. Αυτά μπορεί να έχουν τη μορφή σωλήνων μανόμετρων στο εργαστήριο ή ανοιχτών πόρων στο έδαφος. Για παράδειγμα, όταν ένας μικρός γυάλινος σωλήνας βυθίζεται σε νερό, θα διαπιστωθεί ότι το νερό ανεβαίνει μέσα στο σωλήνα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Η επιφάνεια του νερού στον σωλήνα, ή μηνίσκος όπως ονομάζεται, είναι κοίλη προς τα πάνω. Το φαινόμενο είναι γνωστό ως τριχοειδές και η εφαπτομενική επαφή μεταξύ του νερού και του γυαλιού δείχνει ότι η εσωτερική συνοχή του νερού είναι μικρότερη από την πρόσφυση μεταξύ του νερού και του γυαλιού. Η πίεση του νερού μέσα στο σωλήνα δίπλα στην ελεύθερη επιφάνεια είναι μικρότερη από την ατμοσφαιρική.

Εικ. 3. Τριχοειδής

Ο υδράργυρος συμπεριφέρεται μάλλον διαφορετικά, όπως υποδεικνύεται στο Σχήμα 3(β). Δεδομένου ότι οι δυνάμεις συνοχής είναι μεγαλύτερες από τις δυνάμεις πρόσφυσης, η γωνία επαφής είναι μεγαλύτερη και ο μηνίσκος έχει μια κυρτή όψη προς την ατμόσφαιρα και είναι πιεσμένος. Η πίεση δίπλα στην ελεύθερη επιφάνεια είναι μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική.

Τα αποτελέσματα της τριχοειδούς στα μανόμετρα και τα γυαλιά μετρητή μπορούν να αποφευχθούν με τη χρήση σωλήνων με διάμετρο όχι μικρότερη από 10 mm.

Φυγοκεντρική αντλία προορισμού θαλάσσιου νερού

Αριθμός μοντέλου: ASN ASNV

Οι αντλίες ASN και ASNV είναι μονοβάθμιες φυγόκεντρες αντλίες διπλής αναρρόφησης και μεταφοράς υγρών για έργα ύδρευσης, κυκλοφορία κλιματισμού, κτίρια, άρδευση, αντλιοστάσιο αποχέτευσης, ηλεκτρικός σταθμός, βιομηχανικό σύστημα ύδρευσης, πυρόσβεση σύστημα, πλοίο, κτίριο και ούτω καθεξής.

Πίεση ατμών

Τα υγρά μόρια που διαθέτουν επαρκή κινητική ενέργεια προβάλλονται έξω από το κύριο σώμα ενός υγρού στην ελεύθερη επιφάνειά του και περνούν στον ατμό. Η πίεση που ασκείται από αυτόν τον ατμό είναι γνωστή ως πίεση ατμών, P,. Η αύξηση της θερμοκρασίας συνδέεται με μεγαλύτερη μοριακή ανάδευση και συνεπώς αύξηση της τάσης ατμών. Όταν η τάση ατμών είναι ίση με την πίεση του αερίου πάνω από αυτήν, το υγρό βράζει. Η τάση ατμών του νερού στους 15°C είναι 1,72 kPa (1,72 kN/m²).

Ατμοσφαιρική πίεση

Η πίεση της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια της γης μετριέται με ένα βαρόμετρο. Στο επίπεδο της θάλασσας η ατμοσφαιρική πίεση είναι κατά μέσο όρο 101 kPa και είναι τυποποιημένη σε αυτή την τιμή. Υπάρχει μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης με το υψόμετρο. Για παράδειγμα, στα 1 500 m μειώνεται στα 88 kPa. Η ισοδύναμη στήλη νερού έχει ύψος 10,3 m στο επίπεδο της θάλασσας και συχνά αναφέρεται ως βαρόμετρο νερού. Το ύψος είναι υποθετικό, καθώς η τάση ατμών του νερού θα απέκλειε την επίτευξη πλήρους κενού. Ο υδράργυρος είναι ένα πολύ ανώτερο βαρομετρικό υγρό, καθώς έχει αμελητέα τάση ατμών. Επίσης, η υψηλή πυκνότητά του έχει ως αποτέλεσμα μια στήλη λογικού ύψους -περίπου 0,75 m στο επίπεδο της θάλασσας.

Καθώς οι περισσότερες πιέσεις που συναντώνται στα υδραυλικά είναι πάνω από την ατμοσφαιρική πίεση και μετρώνται από όργανα που καταγράφουν σχετικά, είναι βολικό να θεωρείται η ατμοσφαιρική πίεση ως το δεδομένο, δηλαδή μηδέν. Οι πιέσεις αναφέρονται στη συνέχεια ως πιέσεις μετρητή όταν είναι πάνω από την ατμοσφαιρική και πιέσεις κενού όταν είναι κάτω από αυτήν. Εάν η πραγματική μηδενική πίεση ληφθεί ως δεδομένο, οι πιέσεις λέγονται απόλυτες. Στο Κεφάλαιο 5 όπου συζητείται το NPSH, όλα τα στοιχεία εκφράζονται σε απόλυτους όρους βαρόμετρου νερού, στάθμη iesea = 0 bar gauge = 1 bar απόλυτη =101 kPa = 10,3 m νερό.

Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-20-2024