Tính chất của chất lỏng, loại chất lỏng là gì?

Mô tả chung

Một chất lỏng, như tên gọi của nó, được đặc trưng bởi khả năng chảy của nó. Nó khác với chất rắn ở chỗ nó bị biến dạng do ứng suất cắt, tuy nhiên ứng suất cắt có thể nhỏ.Tiêu chí duy nhất là phải có đủ thời gian để biến dạng xảy ra.Theo nghĩa này, chất lỏng không có hình dạng.

Chất lỏng có thể được chia thành chất lỏng và chất khí.Chất lỏng chỉ chịu nén nhẹ và có bề mặt tự do khi cho vào bình hở.Mặt khác, chất khí luôn nở ra để lấp đầy vật chứa nó.Hơi là chất khí ở gần trạng thái lỏng.

Chất lỏng mà kỹ sư quan tâm chủ yếu là nước.Nó có thể chứa tới 3% không khí trong dung dịch mà ở áp suất dưới áp suất khí quyển có xu hướng thoát ra.Phải dự phòng điều này khi thiết kế máy bơm, van, đường ống, v.v.

Bơm tuabin dọc

Động cơ diesel Máy bơm thoát nước trục ly tâm ly tâm đa tầng trục đứng Động cơ diesel Loại máy bơm thoát nước thẳng đứng này chủ yếu được sử dụng để bơm không bị ăn mòn, nhiệt độ dưới 60 ° C, chất rắn lơ lửng (không bao gồm chất xơ, bột mịn) có hàm lượng dưới 150 mg / L nước thải hoặc nước thải.Bơm thoát nước trục đứng loại VTP là máy bơm nước trục đứng loại VTP, trên cơ sở tăng và vòng đệm, đặt dầu bôi trơn ống là nước.Có thể hút nhiệt độ dưới 60 ° C, gửi để chứa một loại hạt rắn nhất định (như sắt vụn và cát mịn, than đá, v.v.) của nước thải hoặc nước thải.

như (1)

Các tính chất vật lý chính của chất lỏng được mô tả như sau:

Mật độ (ρ)

Mật độ của chất lỏng là khối lượng của nó trên một đơn vị thể tích.Trong hệ SI nó được biểu thị bằng kg/m3.

Nước có mật độ tối đa là 1000 kg/m3ở 4°C.Mật độ giảm nhẹ khi nhiệt độ tăng nhưng trong thực tế, mật độ của nước là 1000 kg/m33.

Mật độ tương đối là tỷ lệ giữa mật độ của chất lỏng với mật độ của nước.

Khối lượng riêng (w)

Khối lượng riêng của một chất lỏng là khối lượng của nó trên một đơn vị thể tích. Trong hệ Si, nó được biểu thị bằng N/m3.Ở nhiệt độ thường, w là 9810 N/m3hoặc 9,81 kN/m3(khoảng 10 kN/m3 để dễ tính toán).

Trọng lượng riêng (SG)

Trọng lượng riêng của chất lỏng là tỉ số giữa khối lượng của một thể tích chất lỏng nhất định và khối lượng của cùng một thể tích nước.Do đó, nó cũng là tỷ lệ giữa mật độ chất lỏng và mật độ của nước tinh khiết, thông thường tất cả đều ở 15°C.

như (2)

Máy bơm điểm giếng mồi chân không

Mẫu số:TWP

Máy bơm nước giếng khoan tự mồi dòng TWP có động cơ Diesel di động dùng trong trường hợp khẩn cấp được thiết kế chung bởi DRAKOS PUMP của Singapore và công ty REEOFLO của Đức.Dòng máy bơm này có thể vận chuyển tất cả các loại môi trường sạch, trung tính và chứa các hạt ăn mòn.Giải quyết rất nhiều lỗi bơm tự mồi truyền thống.Loại cấu trúc chạy khô độc đáo của máy bơm tự mồi này sẽ tự động khởi động và khởi động lại mà không cần chất lỏng trong lần khởi động đầu tiên, Đầu hút có thể dài hơn 9 m;Thiết kế thủy lực tuyệt vời và cấu trúc độc đáo giữ hiệu suất cao hơn 75%.Và cài đặt cấu trúc khác nhau cho tùy chọn.

Mô đun số lượng lớn (k)

hoặc mục đích thực tế, chất lỏng có thể được coi là không thể nén được.Tuy nhiên, có một số trường hợp nhất định, chẳng hạn như dòng chảy không ổn định trong đường ống, cần tính đến khả năng chịu nén.Mô đun đàn hồi khối, k, được cho bởi:

như (3)

Trong đó p là độ tăng áp suất, khi tác dụng lên thể tích V sẽ làm thể tích AV giảm.Vì việc giảm thể tích phải gắn liền với sự gia tăng mật độ tương ứng nên Công thức 1 có thể được biểu diễn dưới dạng:

như (4)

hoặc nước,k xấp xỉ 2 150 MPa ở nhiệt độ và áp suất bình thường.Theo đó, nước có khả năng nén cao hơn thép khoảng 100 lần.

chất lỏng lý tưởng

Chất lỏng lý tưởng hoặc hoàn hảo là chất lỏng trong đó không có ứng suất tiếp tuyến hoặc ứng suất cắt giữa các phần tử chất lỏng.Các lực luôn tác dụng bình thường tại một tiết diện và bị giới hạn bởi lực ép và lực gia tốc.Không có chất lỏng thực nào hoàn toàn tuân thủ khái niệm này, và đối với tất cả các chất lỏng chuyển động đều tồn tại các ứng suất tiếp tuyến có tác dụng làm giảm chuyển động.Tuy nhiên, một số chất lỏng, bao gồm cả nước, gần giống chất lỏng lý tưởng và giả định đơn giản hóa này cho phép áp dụng các phương pháp toán học hoặc đồ thị để giải một số bài toán về dòng chảy.

Máy bơm chữa cháy tuabin dọc

Mẫu số:XBC-VTP

Máy bơm chữa cháy trục dài dòng XBC-VTP là dòng máy bơm khuếch tán một tầng, nhiều tầng, được sản xuất theo Tiêu chuẩn Quốc gia GB6245-2006 mới nhất.Chúng tôi cũng cải tiến thiết kế với sự tham khảo tiêu chuẩn của Hiệp hội phòng cháy chữa cháy Hoa Kỳ.Nó chủ yếu được sử dụng để cung cấp nước chữa cháy trong hóa dầu, khí tự nhiên, nhà máy điện, dệt bông, cầu cảng, hàng không, kho bãi, nhà cao tầng và các ngành công nghiệp khác.Nó cũng có thể áp dụng cho tàu, bể biển, tàu cứu hỏa và các dịp cung cấp khác.

như (5)

Độ nhớt

Độ nhớt của chất lỏng là thước đo khả năng chống lại ứng suất tiếp tuyến hoặc ứng suất cắt.Nó phát sinh từ sự tương tác và gắn kết của các phân tử chất lỏng.Tất cả các chất lỏng thực đều có độ nhớt, mặc dù ở các mức độ khác nhau.Ứng suất cắt trong chất rắn tỷ lệ thuận với biến dạng trong khi ứng suất cắt trong chất lỏng tỷ lệ thuận với tốc độ biến dạng cắt. Theo đó, không thể có ứng suất cắt trong chất lỏng ở trạng thái nghỉ.

như (6)

Hình 1.Biến dạng nhớt

Hãy xem xét một chất lỏng bị giới hạn giữa hai tấm nằm cách nhau một khoảng rất ngắn y (Hình 1).Tấm dưới đứng yên trong khi tấm trên chuyển động với vận tốc v. Chuyển động của chất lỏng được coi là diễn ra trong một loạt các lớp hoặc lớp mỏng vô hạn, tự do trượt lên lớp kia.Không có dòng chảy chéo hoặc nhiễu loạn.Lớp liền kề với tấm cố định đứng yên trong khi lớp liền kề với tấm chuyển động có vận tốc v. Tốc độ biến dạng cắt hoặc gradient vận tốc là dv/dy.Độ nhớt động học hay đơn giản hơn là độ nhớt μ được cho bởi

như (7)

Để có thể:

như (8)

Biểu thức này cho ứng suất nhớt lần đầu tiên được Newton đưa ra và được gọi là phương trình độ nhớt của Newton.Hầu như tất cả các chất lỏng đều có hệ số tỷ lệ không đổi và được gọi là chất lỏng Newton.

như (9)

Hình 2.Mối quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ biến dạng cắt.

Hình 2 là biểu diễn đồ họa của Phương trình 3 và thể hiện các hành vi khác nhau của chất rắn và chất lỏng dưới ứng suất cắt.

Độ nhớt được biểu thị bằng centipoise (Pa.s hoặc Ns/m2).

Trong nhiều bài toán liên quan đến chuyển động của chất lỏng, độ nhớt xuất hiện với mật độ ở dạng μ/p (không phụ thuộc vào lực) và thuận tiện khi sử dụng một thuật ngữ v duy nhất, được gọi là độ nhớt động học.

Giá trị ν của dầu nặng có thể lên tới 900 x 10-6m2/s, trong khi đối với nước, có độ nhớt tương đối thấp, nó chỉ bằng 1,14 x 10?m2/s ở 15° C. Độ nhớt động học của chất lỏng giảm khi nhiệt độ tăng.Ở nhiệt độ phòng, độ nhớt động học của không khí gấp khoảng 13 lần độ nhớt của nước.

Sức căng bề mặt và mao dẫn

Ghi chú:

Sự gắn kết là lực hút mà các phân tử tương tự dành cho nhau.

Độ bám dính là lực hút mà các phân tử khác nhau dành cho nhau.

Sức căng bề mặt là đặc tính vật lý cho phép giữ một giọt nước ở trạng thái lơ lửng tại vòi, một bình chứa đầy chất lỏng cao hơn vành một chút nhưng vẫn không tràn ra hoặc một chiếc kim nổi trên bề mặt chất lỏng.Tất cả những hiện tượng này là do sự liên kết giữa các phân tử ở bề mặt chất lỏng với chất lỏng hoặc chất khí không thể trộn lẫn khác.Nó giống như bề mặt bao gồm một màng đàn hồi, chịu lực đồng đều, luôn có xu hướng co lại vùng bề mặt.Do đó, chúng ta thấy rằng các bong bóng khí trong chất lỏng và các giọt hơi ẩm trong khí quyển có dạng gần giống hình cầu.

Lực căng bề mặt trên bất kỳ đường tưởng tượng nào ở bề mặt tự do tỷ lệ thuận với chiều dài của đường đó và tác dụng theo hướng vuông góc với nó.Sức căng bề mặt trên một đơn vị chiều dài được biểu thị bằng mN/m.Độ lớn của nó khá nhỏ, xấp xỉ 73 mN/m đối với nước tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ phòng.Độ căng bề mặt giảm nhẹitiếp tục với nhiệt độ ngày càng tăng.

Trong hầu hết các ứng dụng trong thủy lực, sức căng bề mặt ít có ý nghĩa vì các lực liên quan thường không đáng kể so với lực thủy tĩnh và lực động.Sức căng bề mặt chỉ quan trọng khi có bề mặt tự do và kích thước biên nhỏ.Do đó, trong trường hợp các mô hình thủy lực, hiệu ứng sức căng bề mặt, không có hậu quả trong nguyên mẫu, có thể ảnh hưởng đến đặc tính dòng chảy trong mô hình và nguồn sai số này trong mô phỏng phải được xem xét khi diễn giải kết quả.

Hiệu ứng sức căng bề mặt rất rõ rệt trong trường hợp ống có lỗ khoan nhỏ mở ra khí quyển.Chúng có thể ở dạng ống áp kế trong phòng thí nghiệm hoặc các lỗ rỗng mở trong đất.Ví dụ, khi nhúng một ống thủy tinh nhỏ vào nước, người ta thấy nước dâng lên bên trong ống, như minh họa trên Hình 3.

Mặt nước trong ống, hay còn gọi là mặt khum, lõm lên trên.Hiện tượng này được gọi là hiện tượng mao dẫn, và sự tiếp xúc tiếp tuyến giữa nước và thủy tinh cho thấy độ bám dính bên trong của nước nhỏ hơn độ bám dính giữa nước và thủy tinh.Áp suất của nước bên trong ống tiếp giáp với bề mặt tự do nhỏ hơn áp suất khí quyển.

như (10)

Hình 3. Tính mao dẫn

Thủy ngân hành xử hơi khác, như được chỉ ra trong Hình 3(b). Vì lực kết dính lớn hơn lực bám dính nên góc tiếp xúc lớn hơn và mặt khum có mặt lồi với khí quyển và bị lõm xuống.Áp suất gần bề mặt tự do lớn hơn áp suất khí quyển.

Có thể tránh được hiệu ứng mao dẫn trong áp kế và kính đo bằng cách sử dụng các ống có đường kính không nhỏ hơn 10 mm.

như (11)

Máy bơm đích nước biển ly tâm

Mẫu số:ASN ASNV

Máy bơm Model ASN và ASNV là máy bơm ly tâm vỏ xoắn ốc hút đôi một tầng và vận chuyển chất lỏng hoặc đã qua sử dụng cho các công trình nước, tuần hoàn điều hòa không khí, xây dựng, thủy lợi, trạm bơm thoát nước, trạm điện, hệ thống cấp nước công nghiệp, chữa cháy hệ thống, tàu, xây dựng và như vậy.

Áp suất hơi

Các phân tử chất lỏng có đủ động năng được phóng ra khỏi phần chính của chất lỏng ở bề mặt tự do của nó và đi vào hơi.Áp suất do hơi này gây ra được gọi là áp suất hơi, P,.Sự gia tăng nhiệt độ có liên quan đến sự khuấy động phân tử lớn hơn và do đó làm tăng áp suất hơi.Khi áp suất hơi bão hòa bằng áp suất của khí ở trên nó thì chất lỏng sôi.Áp suất hơi của nước ở 15°C là 1,72 kPa(1,72 kN/m2).

Áp suất không khí

Áp suất của khí quyển trên bề mặt trái đất được đo bằng phong vũ biểu.Ở mực nước biển, áp suất khí quyển trung bình là 101 kPa và được tiêu chuẩn hóa ở giá trị này.Áp suất khí quyển giảm theo độ cao;ví dụ, ở 1 500m giảm xuống còn 88 kPa.Cột nước tương đương có độ cao 10,3 m so với mực nước biển và thường được gọi là phong vũ biểu nước.Độ cao chỉ là giả thuyết, vì áp suất hơi của nước sẽ ngăn cản việc đạt được chân không hoàn toàn.Thủy ngân là chất lỏng khí áp tốt hơn nhiều vì nó có áp suất hơi không đáng kể.Ngoài ra, mật độ cao của nó tạo nên một cột có chiều cao hợp lý - khoảng 0,75 m so với mực nước biển.

Vì hầu hết các áp suất gặp phải trong thủy lực đều cao hơn áp suất khí quyển và được đo bằng các dụng cụ ghi lại tương đối, nên sẽ thuận tiện khi coi áp suất khí quyển là mốc, tức là bằng 0.Áp suất sau đó được gọi là áp suất đo khi ở trên áp suất khí quyển và áp suất chân không khi ở dưới nó.Nếu áp suất thực bằng 0 được lấy làm mốc thì áp suất được gọi là tuyệt đối.Trong Chương 5, nơi thảo luận về NPSH, tất cả số liệu được thể hiện bằng thuật ngữ phong vũ biểu nước tuyệt đối, mực nước biển = 0 bar gauge = 1 bar tuyệt đối =101 kPa=10,3 m nước.


Thời gian đăng: Mar-20-2024