Novice - Lastnosti tekočin, katere vrste tekočin obstajajo?

Splošni opis

Kot že ime pove, je tekočina značilna po svoji sposobnosti tekočnosti. Od trdne snovi se razlikuje po tem, da se zaradi strižne napetosti deformira, ne glede na to, kako majhna je ta napetost. Edino merilo je, da mora za deformacijo preteči dovolj časa. V tem smislu je tekočina brez oblike.

Tekočine lahko razdelimo na tekočine in pline. Tekočina je le rahlo stisljiva in v odprti posodi je prosta površina. Po drugi strani pa se plin vedno razširi, da napolni svojo posodo. Para je plin, ki je blizu tekočega stanja.

Tekočina, s katero se inženir ukvarja predvsem, je voda. V raztopini lahko vsebuje do tri odstotke zraka, ki se pri tlaku pod atmosferskim tlakom ponavadi sprosti. To je treba upoštevati pri načrtovanju črpalk, ventilov, cevovodov itd.

Vertikalna turbinska črpalka

Vertikalna drenažna črpalka z večstopenjsko centrifugalno gredjo z dizelskim motorjem za odvodnjavanje vode Ta vrsta vertikalne drenažne črpalke se uporablja predvsem za črpanje odpadne vode ali vode brez korozije, pri temperaturi pod 60 °C, z vsebnostjo suspendiranih trdnih snovi (brez vlaknin in zrn) manj kot 150 mg/l. Vertikalna drenažna črpalka tipa VTP je del vertikalnih vodnih črpalk tipa VTP, pri čemer se mazanje cevi z oljem izvede na podlagi povečanja in ovratnika. Pri temperaturi pod 60 °C lahko dim vsebuje določena trdna zrna (kot so odpadno železo, droben pesek, premog itd.) iz odpadne vode ali vode.

Glavne fizikalne lastnosti tekočin so opisane na naslednji način:

Gostota (ρ)

Gostota tekočine je njena masa na enoto prostornine. V sistemu SI je izražena kot kg/m³.³.

Voda ima največjo gostoto 1000 kg/m³³pri 4 °C. Z naraščajočo temperaturo se gostota nekoliko zmanjša, vendar je za praktične namene gostota vode 1000 kg/m³³.

Relativna gostota je razmerje med gostoto tekočine in gostoto vode.

Specifična masa (w)

Specifična masa tekočine je njena masa na enoto prostornine. V sistemu Si je izražena v N/m.³Pri normalnih temperaturah je w 9810 N/m³ali 9,81 kN/m³(približno 10 kN/m³zaradi lažjega izračuna).

Specifična teža (SG)

Specifična teža tekočine je razmerje med maso dane prostornine tekočine in maso enake prostornine vode. Torej je to tudi razmerje med gostoto tekočine in gostoto čiste vode, običajno pri 15 °C.

Vakuumska črpalka za polnjenje vrtine

Model št.: TWP

Premične dizelske črpalke za vodo za nujne primere serije TWP sta skupaj zasnovala singapurska podjetja DRAKOS PUMP in nemško podjetje REEOFLO. Ta serija črpalk lahko prečrpava vse vrste čistih, nevtralnih in korozivnih medijev, ki vsebujejo delce. Rešuje številne napake tradicionalnih samosesalnih črpalk. Ta vrsta samosesalne črpalke ima edinstveno konstrukcijo suhega teka, ki se samodejno zažene in ponovno zažene brez tekočine ob prvem zagonu. Sesalna višina je lahko več kot 9 m. Odlična hidravlična zasnova in edinstvena konstrukcija zagotavljata visok izkoristek več kot 75 %. Možnost namestitve različnih konstrukcij.

Modul elastičnosti (k)

Za praktične namene se tekočine lahko štejejo za nestisljive. Vendar pa obstajajo določeni primeri, kot je nestacionarni tok v ceveh, kjer je treba upoštevati stisljivost. Modul elastičnosti v prostornini, k, je podan z:

kjer je p povečanje tlaka, ki ob delovanju na volumen V povzroči zmanjšanje volumna AV. Ker mora biti zmanjšanje volumna povezano s sorazmernim povečanjem gostote, lahko enačbo 1 izrazimo kot:

ali vode,k je pri normalnih temperaturah in tlakih približno 2 150 MPa. Iz tega sledi, da je voda približno 100-krat bolj stisljiva kot jeklo.

Idealna tekočina

Idealna ali popolna tekočina je tista, v kateri med delci tekočine ni tangencialnih ali strižnih napetosti. Sile vedno delujejo normalno na prerezu in so omejene na tlak in pospeševalne sile. Nobena resnična tekočina ne ustreza v celoti temu konceptu in za vse tekočine v gibanju so prisotne tangencialne napetosti, ki dušijo gibanje. Vendar pa so nekatere tekočine, vključno z vodo, blizu idealne tekočine in ta poenostavljena predpostavka omogoča uporabo matematičnih ali grafičnih metod pri reševanju določenih problemov toka.

Vertikalna turbinska požarna črpalka

Model št.: XBC-VTP

Vertikalne gasilske črpalke z dolgo gredjo serije XBC-VTP so enostopenjske in večstopenjske difuzijske črpalke, izdelane v skladu z najnovejšim nacionalnim standardom GB6245-2006. Izboljšali smo tudi zasnovo s sklicevanjem na standard Združenja za protipožarno zaščito Združenih držav Amerike. Uporabljajo se predvsem za oskrbo z vodo za požare v petrokemični industriji, zemeljskem plinu, elektrarnah, bombažnem tekstilu, pomolih, letalstvu, skladiščih, visokih stavbah in drugih industrijah. Uporabljajo se lahko tudi za ladje, morske tanke, gasilske ladje in druge oskrbovalne priložnosti.

Viskoznost

Viskoznost tekočine je mera njene odpornosti na tangencialno ali strižno napetost. Izhaja iz interakcije in kohezije molekul tekočine. Vse prave tekočine imajo viskoznost, čeprav v različni stopnji. Strižna napetost v trdni snovi je sorazmerna z deformacijo, medtem ko je strižna napetost v tekočini sorazmerna s hitrostjo strižne deformacije. Iz tega sledi, da v tekočini, ki miruje, ne more biti strižne napetosti.

Slika 1. Viskozna deformacija

Predstavljajte si tekočino, zaprto med dvema ploščama, ki sta nameščeni na zelo kratki razdalji y narazen (slika 1). Spodnja plošča miruje, medtem ko se zgornja plošča giblje s hitrostjo v. Predpostavlja se, da gibanje tekočine poteka v vrsti neskončno tankih plasti ali lamel, ki prosto drsijo druga čez drugo. Ni prečnega toka ali turbulence. Plast, ki meji na mirujočo ploščo, miruje, medtem ko plast, ki meji na gibljivo ploščo, ima hitrost v. Hitrost strižne deformacije ali gradient hitrosti je dv/dy. Dinamična viskoznost ali preprosteje viskoznost μ je podana z

Torej:

Ta izraz za viskozno napetost je prvi postuliral Newton in je znan kot Newtonova enačba viskoznosti. Skoraj vse tekočine imajo konstanten koeficient sorazmernosti in se imenujejo Newtonove tekočine.

Slika 2. Razmerje med strižno napetostjo in hitrostjo strižne deformacije.

Slika 2 je grafični prikaz enačbe 3 in prikazuje različno obnašanje trdnih snovi in tekočin pri strižni napetosti.

Viskoznost je izražena v centipoazih (Pa.s ali Ns/m²).

V mnogih problemih, ki se nanašajo na gibanje tekočine, se viskoznost pojavlja z gostoto v obliki μ/p (neodvisno od sile) in je priročno uporabiti en sam člen v, znan kot kinematična viskoznost.

Vrednost ν za težko olje lahko doseže tudi 900 x 10^-6m²/s, medtem ko je za vodo, ki ima relativno nizko viskoznost, le 1,14 x 10⁻m²/s pri 15 °C. Kinematična viskoznost tekočine se z naraščajočo temperaturo zmanjšuje. Pri sobni temperaturi je kinematična viskoznost zraka približno 13-krat večja od vode.

Površinska napetost in kapilarnost

Opomba:

Kohezija je privlačnost, ki jo imajo podobne molekule druga do druge.

Adhezija je privlačnost, ki jo imajo različne molekule druga do druge.

Površinska napetost je fizikalna lastnost, ki omogoča, da kapljica vode ostane v suspenziji na pipi, da je posoda napolnjena s tekočino nekoliko nad robom, ne da bi se razlila, ali da igla plava na površini tekočine. Vsi ti pojavi so posledica kohezije med molekulami na površini tekočine, ki meji na drugo tekočino ali plin, ki se ne meša. Kot da bi bila površina sestavljena iz elastične membrane, enakomerno napete, ki vedno teži k krčenju površine. Tako ugotavljamo, da so mehurčki plina v tekočini in kapljice vlage v ozračju približno okrogle oblike.

Sila površinske napetosti čez katero koli namišljeno črto na prosti površini je sorazmerna z dolžino črte in deluje v smeri, pravokotni nanjo. Površinska napetost na enoto dolžine je izražena v mN/m. Njena velikost je precej majhna in znaša približno 73 mN/m za vodo v stiku z zrakom pri sobni temperaturi. Površinske napetosti se nekoliko zmanjšajo.iz naraščajočo temperaturo.

V večini aplikacij v hidravliki je površinska napetost majhnega pomena, saj so povezane sile v primerjavi s hidrostatičnimi in dinamičnimi silami običajno zanemarljive. Površinska napetost je pomembna le, če je površina prosta in so mejne dimenzije majhne. Tako lahko v primeru hidravličnih modelov učinki površinske napetosti, ki v prototipu niso pomembni, vplivajo na obnašanje toka v modelu, zato je treba ta vir napake v simulaciji upoštevati pri interpretaciji rezultatov.

Učinki površinske napetosti so zelo izraziti v primeru cevi majhnega premera, odprtih v ozračje. Te so lahko v obliki manometrskih cevi v laboratoriju ali odprtih por v tleh. Na primer, ko majhno stekleno cev potopimo v vodo, bomo ugotovili, da se voda v notranjosti cevi dvigne, kot je prikazano na sliki 3.

Vodna površina v cevi ali meniskus, kot ga imenujemo, je konkavna navzgor. Pojav je znan kot kapilarnost, tangencialni stik med vodo in steklom pa kaže, da je notranja kohezija vode manjša od adhezije med vodo in steklom. Tlak vode v cevi ob prosti površini je manjši od atmosferskega.

Slika 3. Kapilarnost

Živo srebro se obnaša precej drugače, kot je prikazano na sliki 3(b). Ker so kohezijske sile večje od adhezijskih sil, je kot stika večji in meniskus ima konveksno ploskev proti atmosferi ter je stisnjen. Tlak ob prosti površini je večji od atmosferskega.

Kapilarnim učinkom v manometrih in merilnih steklih se je mogoče izogniti z uporabo cevi s premerom najmanj 10 mm.

Centrifugalna črpalka za morsko vodo

Številka modela: ASN ASNV

Črpalke modela ASN in ASNV so enostopenjske centrifugalne črpalke z dvojnim sesanjem in deljenim spiralnim ohišjem, ki se uporabljajo za transport tekočin v vodovodnih sistemih, kroženju klimatskih naprav, stavbah, namakanju, črpalnih postajah za odvodnjavanje, elektrarnah, industrijskih sistemih za oskrbo z vodo, sistemih za gašenje požarov, ladjah, stavbah in tako naprej.

Parni tlak

Molekule tekočine, ki imajo zadostno kinetično energijo, se iz glavnega dela tekočine na njeni prosti površini izstrelijo v paro. Tlak, ki ga povzroča ta para, je znan kot parni tlak, P₂. Zvišanje temperature je povezano z večjim molekularnim gibanjem in s tem z zvišanjem parnega tlaka. Ko je parni tlak enak tlaku plina nad njim, tekočina zavre. Parni tlak vode pri 15 °C je 1,72 kPa (1,72 kN/m²).

Atmosferski tlak

Atmosferski tlak na zemeljski površini se meri z barometrom. Na morski gladini je povprečni atmosferski tlak 101 kPa in je standardiziran na tej vrednosti. Z nadmorsko višino se atmosferski tlak zmanjšuje; na primer, na 1500 m se zmanjša na 88 kPa. Ekvivalent vodnega stolpca ima višino 10,3 m na morski gladini in se pogosto imenuje vodni barometer. Višina je hipotetična, saj bi parni tlak vode preprečil doseganje popolnega vakuuma. Živo srebro je veliko boljša barometrična tekočina, saj ima zanemarljiv parni tlak. Poleg tega njegova visoka gostota povzroči steber razumne višine – približno 0,75 m na morski gladini.

Ker je večina tlakov, s katerimi se srečujemo v hidravliki, nad atmosferskim tlakom in se merijo z instrumenti, ki merijo relativno, je primerno, da atmosferski tlak obravnavamo kot referenčno vrednost, tj. nič. Tlaki se nato imenujejo manometerski tlaki, ko so nad atmosferskim, in vakuumski tlaki, ko so pod njim. Če se kot referenčna vrednost vzame pravi ničelni tlak, se tlaki imenujejo absolutni. V 5. poglavju, kjer je obravnavana NPSH, so vse številke izražene v absolutnih barometrijskih izrazih, tj. gladina morja = 0 barov, manometer = 1 bar absolutno = 101 kPa = 10,3 m vode.

Čas objave: 20. marec 2024