Пример решения задачи. Таблица 2 - Коэффициент температурного расширения воды Температура оС Давление

Таблица 2 - Коэффициент температурного расширения воды

Коэффициент температурного расширения нефти в атмосферных условиях лежит в пределах β_t = (6…8) х10^-4, ; ртути - β_t = 1,8х10^-4, . В пределах обычно встречающихся изменений температур и давлений значение коэффициентов температурного расширения большинства капельных жидкостей можно считать постоянными.

Вязкость. Движение реальных жидкостей сопровождается возникновением трения продольных слоёв жидкости. Трение приводит к потерям энергии потоком жидкости. Причиной трения является вязкость жидкости. Вязкость – это свойство реальной жидкости сопротивляться относительному сдвигу слоёв жидкости, касательным усилиям. Это свойство проявляется только при движении жидкости. Наличие внутреннего трения в жидкости впервые обнаружил в 1687 году сэр Исаак Ньютон и предложил гипотезу о пропорциональности сил внутреннего трения между слоями площади поверхности касания этих слоёв и относительной скорости их движения, отметив, что эта сила зависит от вида жидкости и не зависит от внешнего давления. Зависимость сил сопротивления, возникающих при скольжении слоёв, предложенная Ньютоном, имеет вид

, (1.7)

здесь μ – коэффициент динамической вязкости, ;

S - площадь поверхности контакта соприкасающихся слоёв жидкости, м²;

– градиент скорости жидкости в направлении нормали к направлению движения, ;

dU – разность скорости двух соприкасающихся слоёв, в предположении того, что слои бесконечно тонкие, ;

dn - расстояние между осями слоев, м.

Из уравнения (9) следует, что силы сопротивления при dU = 0 не возникают. То есть вязкость проявляется только во время движения жидкости.

Вязкость капельных жидкостей изменяется при изменении давления до 10мПа незначительно, поэтому при расчётах в этом интервале давлений изменением вязкости можно пренебречь.

Температура на вязкость влияет очень значительно. Рост температуры капельных жидкостей сопровождается быстрым снижением значения вязкости. Это явление объясняется тем, что в жидкости молекулы находятся близко, а вязкость обуславливается силами межмолекулярного взаимодействия, влияние которых с ростом температуры снижается. Вязкость газов наоборот увеличивается при возрастании температуры. Причиной этого является то, что в газах вязкость вызывается тепловым, хаотичным движением молекул, интенсивность которого возрастает при увеличении температуры.

В расчётах используют два типа вязкости: динамическую и кинематическую. Связь между этими типами вязкости определяется простой зависимостью

, , (1.8)

где μ – коэффициент динамической вязкости;

- коэффициент кинематической вязкости;

ρ - плотность жидкости.

Определить плотность и удельный вес газа при температуре t₂ = 400^oC, если плотность его при температуре t₁ = 10^oC равна = 1,3

Для решения этой задачи необходимо вспомнить закон изменения плотности газов в зависимости от температуры при постоянном давлении Тогда можно записать Отсюда значение искомой плотности Необходимо однако помнить, что значения температур Т ₁, Т ₂ необходимо подставлять в градусах Кельвина. Т ₁ = t ₁ + 273 = 10 + 273 = 283 K.

Т ₂ = t ₂+ 273 = 400 + 273 = 673 K.

0,55

Удельный вес при этих условиях .