Основные свойства капельных жидкостей.

 

К физическим свойствам жидкостей относятся плотность, вязкость, сжимаемость и температурное расширение. Эксплуатационные свойства - испаряемость, воспламеняемость, вспениваемость и другие.

Плотность r (КГ/М3) – называется масса жидкости, заключенная в единице объема

Удельный вес (Н/М3) называется вес единицы объема жидкости:

Для воды при 40С ; ; ;

Вязкость – свойство жидкости сопротивляться сдвигу (скольжению) ее слоев относительно друг друга. Вязкость проявляется только при движении жидкости и не может быть обнаружена в состоянии покоя.

Различают динамическую и кинематическую вязкость.

 

Динамическая вязкость. Механизм динамической вязкости следующий - при течении жидкости, скорости частиц в некотором поперечном сечении трубы не одинаковы, вследствие чего на поверхностях слоев возникают силы трения. При этом, слои жидкости, движущиеся медленнее – тормозят рядом стоящие слои и наоборот, слои которые двигаются быстрее увлекают за собой слои с меньшей скоростью. Согласно гипотезе Ньютона при слоистом течении жидкости касательная сила Т внутреннего трения пропорциональна площади S трущихся слоев и градиенту скорости ; => ;

где - касательное напряжение Па

- динамическая вязкость Па/с.

 

В системе СГС за единицу вязкости принимают Пуаз: 1П=1дин. с/ см² т.к. 1дин=10⁵Па=1,02*10^-6 кгс а 1м²=10⁴ см то 1П=0,1 Па*с=0,0102 кгс*с/м².

Кинематической вязкостью называется величина, равная отношению динамической вязкости к ее плотности при той же температуре. .

Единицей измерения в системе СИ является Стокс 1Ст=1см²/с применяется при практических расчетах 1Ст=10²сСт=10-4м²/с 1мм²/с=1сСт=10^-6м²/c.

Вязкость зависит от различных факторов: при увеличении температуры вязкость жидкости уменьшается, тогда, как вязкость газов при повышении температуры увеличивается. Влияние температуры на вязкость жидкости можно оценить формулой . Вязкость жидкости зависит также от давления, но эта зависимость проявляется только при относительно больших давлениях (от 20 МПа). С увеличением давления вязкость большинства жидкостей возрастает и может оцениваться формулой:

На вязкость также влияет наличие воздуха в жидкости в растворенном виде. При увеличении содержания воздуха в жидкости вязкость ее уменьшается.

Сжимаемость жидкости – свойство изменять объем под действием давления. Количественно сжимаемость жидкости характеризуется модулем Е – объемного сжатия. Модуль объемного сжатия увеличивается с повышением давления и уменьшением Т0. Когда изменением объема можно пренебречь – жидкость считают несжимаемой.

Температурное расширение – свойство жидкости изменять свой объем в процессе ее изобарического нагревания. Количественно оно характеризуется температурным коэффициентом объемного расширенияb.

 

 

Эксплуатационные свойства:

 

Испаряемостьсвойственна всем капельным жидкостям, однако интенсивность испарения неодинакова у различных жидкостей и зависит от условий, в которых жидкость находиться. Одним из показателей испаряемости является температура кипения при нормальном атмосферном давлении. Чем выше Т0 кипения – тем меньше испаряемость. Но в гидросистемах нормальное атмосферное давление - частный единичный случай, поэтому более полной характеристикой испаряемости является давление насыщенных паров РНП, выраженное в функции температуры. Чем больше РНП при данной температуре, тем больше испаряемость жидкости. С увеличением Т0 давление насыщенных паров увеличивается.

Растворимостьгазов в жидкостях характеризуется количеством растворенного газа в единице объема жидкости. Растворимость различна для различных жидкостей и изменяется с увеличением давления.

,

где VГ- объем растворенного газа при нормальных условиях(Р0,Т0)

К - коэффициент растворимости

Р – давление жидкости.

При понижении давления выделяется растворимый в жидкости газ, причем интенсивнее, чем в ней растворяется. Это явление называется кавитация и отрицательно сказывается на работе гидросистем.

Воспламеняемость– важнейший показатель с точки зрения безопасности. Воспламеняемость характеризуется двумя показателями:

температура воспламенения,

температура самовозгорания.

Температура воспламенения- это температура при которой рабочая жидкость воспламеняется при поднесении или попадании на нее открытого огня. Для минеральных масел tвоспл.»180-2000 С.

Температура самовозгоранияэто температура при которой рабочая жидкость самовозгорается при дальнейшем нагревании. Для минеральных масел tсамов.»250-3000 С.

Вспениваемость– свойство жидкости в результате сильного перемешивания выделять из себя пары растворенного в ней газа и образовывать пену.

Пена – эмульсия, состоящая из микроскопических частиц газа и жидкости. В пене более интенсивно происходит процесс окисления, следовательно рабочая жидкость быстрее теряет свои эксплуатационные свойства. Появление пены нежелательно. На пенообразование оказывают влияние различные факторы: - температура, вязкость Р.Ж., попадание в Р.Ж. воды, и т.д. Чем выше вязкость, тем интенсивнее пенообразование, увеличение t0 уменьшает вязкость сл-но уменьшает пенообразование. Одной из мер борьбы с пенообразованием является добавление в рабочую жидкость противопенных присадок – химических веществ, органических веществ, изменяющих определенные характеристики или свойства рабочей жидкости. (противопенные, противозадирные, антикоррозионные, антиокислительные, антискочковые, и т.д.)