Фізичні властивості рідин - Студопедія
Глава 1. ОСНОВИ ГІДРОСТАТИКИ
Основними фізичними властивостями рідини є: плинність, щільність, питома вага, в'язкість, стисливість, температурне розширення.
Щільність рідини – фізична величина, чисельно рівна відношенню маси рідини до її обсягу.
деr- щільність рідини,кг/м3;
m- маса рідини;кг;
W- обсяг рідини,м3 .
Питома вага – фізична величина, чисельно рівна відношенню ваги рідини до її обсягу.
деg- питома вага рідини,Н/м3;
Між питомою вагоюgі щільністюrє залежність
(1.3
деg= 9,81м/с2 - прискорення вільного падіння.
Значенняrтаgдля води та деяких інших рідин при різній температурі наведені у додатку 1.
В'язкість – властивість рідини чинити опір відносному зсуву суміжних шарів. В'язкість характеризуєтьсякоефіцієнтами динамічної в'язкостіm,Па×с, такінематичної в'язкостіn,м/з. Між цими коефіцієнтами є залежність
Значення коефіцієнтів динамічної та кінематичної в'язкості для деяких рідин наведені у додатку 2.
Стискання – властивість рідини змінювати свій обсяг при зміні тиску. Стисливість характеризуєтьсякоефіцієнтом об'ємного стисненняbw, який можна визначити за формулою
деbw - коефіцієнт об'ємного стиску, 1/Па;
W- початковий об'єм рідини,м3;
DW- змінаоб'єму рідини,м3;
Dp- зміна тиску,Па.
Величина, зворотна коефіцієнту об'ємного стиснення, називається модулем об'ємної пружностіК. Модуль об'ємної пружності вимірюєтьсяПа.
Коефіцієнти об'ємного стиснення рідини мало змінюються при зміні температури і тиску. Значення коефіцієнтів об'ємного стиснення та модулів пружності для деяких рідин наведено у додатку 3.
Температурне розширення – властивість рідини змінювати свій обсяг при зміні температури. Температурне розширення характеризуєтьсякоефіцієнтом температурного розширення, який може бути визначений з виразу
де - коефіцієнт температурного розширення, 1/К;
W- початковий об'єм рідини,м3;
- Зміна обсягу рідини,м3 ;
- Зміна температури,К.
Коефіцієнти температурного розширення деяких рідин наведені у додатку 4.
Завдання
1.1. Визначити масу води в рукаві діаметром 51ммта довжиною 20м.
Рішення. Маса води визначається з формули (1.1)
Щільність води за додатком 1
1.2. Визначити вагу води в рукавах діаметром 66ммі 77ммі довжиною 20м.
1.3. Визначити масу дизельного мазуту, що знаходиться в цистерні об'ємом 50м3 якщо щільність мазуту становить 920кг/м3 .
1.4. Визначити, який обсяг займе нафту, що має масу 20×10 3кгі щільність 900кг/м3 .
1.5. Визначити щільність нафтопродуктів, якщо їх маса становить 17,5×10 3кг, обсяг 20м3 .
1.6. Визначити вагу етилового спирту обсягом 20 літрів.
1.7. Рівень мазуту у вертикальному циліндричному баку діаметром 2мзнизився на 0,5м. Визначити масу витраченого мазуту, якщо його щільність при температурі 20°Сдорівнює 990кг/м3 .
1.8. При гідравлічних випробуваннях допускається витік води, який за добу не повинен перевищувати 3лз квадратного метра змоченої поверхні. Чи можливо прийняти в експлуатацію резервуар прямокутної форми, що має розміри в плані 12'6м, у якому рівень води за одну добу знизився з 3,5мдо 3,48м. Визначити масу води, що впала.
Рішення. Обсяг убутої води становив
Маса убутої води
Площа змоченої поверхні
Витік води з одного квадратного метра змоченої поверхні при гідравлічних випробуваннях
що перевищує встановлену норму.
1.9. Визначити, чи можливо прийняти в експлуатацію циліндричний резервуар діаметром 12м, в якому рівень води за одну добу знизився з 5мдо 4,985м.
1.10. Визначити граничну масу води, що за одну добу убула в результаті гідравлічних випробувань циліндричного резервуара діаметром 18м. Визначити граничне зниження рівня води, якщо початковий рівень становив 3,9 м .
1.11. Визначити коефіцієнт динамічної в'язкості нафти, якщо коефіцієнт кінематичної в'язкості становить 0,624×10 -4м2/с. Щільність нафти 750кг/м3 .
1.12. Водовід пожежного водопроводу діаметром 300ммта довжиною 50м, підготовлений до гідравлічних випробувань, заповнений водою при атмосферному тиску. Визначити об'єм води, яку необхідно додатково подати до водоводу, щоб надлишковий тиск у ньому піднявся до 5МПа.Деформацію труб водоводу знехтувати.
Рішення. З рівняння (1.5) знаходимо, що обсяг води, який необхідно додатково подати до водоводу, визначається як
Коефіцієнт об'ємного стиснення води
Початковий обсяг води
1.13. При гідравлічному випробуванні технологічного трубопроводу довжиною 200мі діаметром 250мм, заповненого гасом, тиск було піднято до 1,5МПа. Через одну годину тиск впав до 1,0МПа. Визначити обсяг гасу, що витік через нещільність. Коефіцієнт об'ємного стиснення гасу прийняти = 80×10 -11 1/Па. Деформацією трубопроводу пре- нехтувати.
1.14. Манометр на технологічній ємності, повністю заповненої нафтою, показує 0,5 МПа . При випуску 40лнафти показання манометра впали до 0,1МПа. Визначити об'єм ємності, якщо коефіцієнт об'ємного стиснення нафти = 80×10 -11 1/Па.
1.15. У вертикальному циліндричному резервуарі діаметром 5мзнаходиться 1,2×10 5кгнафти, щільність якої при 0 °Сстановить 800кг/м3 . Визначити коливання рівня нафти в резервуарі при зміні температури від 0°Сдо 30°С.
1.16. Визначити коливання рівня води в баку водонапірної вежі при зміні температури від 10°С до 35°С до 85°С. У водонапірному баку діаметром 3мзнаходиться 20м3 води. Коефіцієнт температурного розширення води прийняти рівним 2×10 -4 1/К.
1.17. Гранична висота рівня бензолу у вертикальному циліндричному резервуарі діаметром 12мдорівнює 10мпри температурі 10 °С. Визначити, до якого рівня можна налити бензол при можливому підвищенні температури до 30°С. Розширення резервуару знехтувати.
Чи не знайшли те, що шукали?Скористайтеся пошуком:
Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно