На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Жидкость и ее основные физические свойства

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 26.08.2012. Сдан: 2011. Страниц: 18. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


                                                ФГБОУ ВПО ВСГУТУ
     Кафедра: Биомедицинская техника, процессы и аппараты пищевых производств 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                        Реферат
                   На тему:  Жидкость и ее основные физические свойства 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Выполнил: студент
      3-го курса Павлов А.В.
     Проверил: преподаватель
     Полякова  Л.Е. 
 
 
 
 

                                                           Г.Улан-Удэ
                                                              2011г. 

     Содержание
    Введение…………………………………………………………………………….…3
    Определение жидкости……………………………………………………………..…4
      Основные свойства жидкости……………………………………………..……...4
    Гидростатика………………………………………………………………………...…6
      Гидростатическое давление………………………………………………..……...6
      Основное уравнение гидростатики…………………………………………....…7
      Понятие о пьезометрической высоте и вакууме………………………………....8
      Приборы для измерения давления……………………………………………….10
    Основы гидродинамики………………………………………………………………11
      Основные понятия о движении жидкости. Уравнение расхода (неразрывности)…………………………………………………………………...11
      Уравнение Бернулли……………………………………………………….……..12
      Режимы движения жидкости…………………………………………………..…14
    Гидравлические сопротивления……………………………………………………...15
      Общие сведения о гидравлических потерях…………………………………….15
      Местные сопротивления……………………………………………………….…17
    Гидропривод……………………………………………………………………..……20
      Принцип действия гидропривода……………………………………………..…20
      Основные элементы объемного гидропривода……………………………….…21
    Насосы объемного гидропривода…………………………………………………….22
      Общая характеристика насосов и их классификация………………………..….22
      Основные параметры объемных насосов……………………………….………23
    Объемные гидродвигатели и гидроаппаратура………………………………...…..24
      Объемные гидродвигатели……………………………………………….………24
      Гидроаппаратура………………………………………………………….………28
    Заключение……………………………………………………………………………..
    Список источников…………………………………………………………………..31
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     Введение 

        В первую очередь стоит сказать  что жидкости, это то с чем  мы постоянно сталкиваемся в  процессе нашей повседневной  жизни (даже первое восприятие  окружающего мира для детей  сводится к тому, что все вокруг  состоит из твердых тел и  жидкостей). Мы встречаемся с одними  видами жидкостей наблюдаем другие, но при этом каждого из нас  иногда посещает мысль о том  какими свойствами обладает та  или иная жидкость, а зависит  ли это от ее структуры или  же происходит какое либо изменение  в жидкостях под воздействием  окружающей среды, а поменяется  ли структура жидкости когда  она будет находится под каким-то  воздействием с которым она  не встречалась при нормальных  условиях. Да и вообще какие  бывают разновидности жидкостей  и какова их структура. На  эти вопросы ищут ответы ученные  в области физики при помощи  изучения жидкостей разных видов  путем проведения различных опытов, с целью выявления их физических  и химических свойств.
      Жи?дкость — одно из агрегатных состояний вещества. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём.
Жидкое  состояние обычно считают промежуточным  между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое.
Форма жидких тел может полностью или  отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая  мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы (внутренних частей жидкого тела).
      Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии.
       Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в твердое состояние(происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние — стекло), выше — в газообразное (происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления.
Как правило, вещество в жидком состоянии имеет  только одну модификацию. (Наиболее важные исключения — это квантовые жидкости ижидкие кристаллы.) Поэтому в большинстве случаев жидкость является не только агрегатным состоянием, но и термодинамической фазой (жидкая фаза).
     Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси. Некоторые смеси жидкостей имеют большое значение для жизни: кровьморская вода и др. Жидкости могут выполнять функцию растворителей.
     В технической гидромеханике под жидкостью понимают физическое тело, обладающее: а) в отличие от твёрдого тела текучестью; и б) в отличие от газа весьма малой изменяемостью своего объёма. Иногда жидкостью в широком смысле этого слова называют и газ; при этом жидкость в узком смысле слова, удовлетворяющую условиям а) и б) называют капельной жидкостью.
       Жидкая частица — это часть жидкости, малая по сравнению с объёмом рассматриваемой жидкости, и в то же время содержащая макроскопически большое количествомолекул жидкости. 
 

     2. Определение жидкости 

     Жидкость - физическое тело, обладающее свойством  текучести, т.е. способностью неограниченно  изменять свою форму под действием  даже весьма малых сил, но в отличие  от газов практически не изменяющее свой объем при изменении давления.
     В обычном состоянии жидкость оказывает  малое сопротивление разрыву  и большое сопротивление сжатию (имеет малую сжимаемость). Вместе с тем жидкость оказывает значительное сопротивление относительному движению соседних слоев (обладает вязкостью) . В понятие «жидкость» включают как  жидкости обычные, называемые капельными, так и газы, когда их можно считать  как сплошную малосжимаемую легкоподвижную среду.
     В гидравлике рассматривают только капельные  жидкости. К ним относятся вода, нефть, керосин, бензин, ртуть и др. Газообразные жидкости - воздух и другие газы - в обычном состоянии капель не образуют. Основной особенностью капельных  жидкостей является то, что в большинстве  случаев их рассматривают как  несжимаемые. 

     2.1. Основные свойства жидкости 

     Рассмотрим  основные физические свойства жидкости: плотность, удельный вес, температурное  расширение и вязкость.
     1 Плотность  - отношение массы жидкости m к занимаемому объему V :
      .(1.1)
     Единица плотности в системе СИ- .Плотность воды при температуре .
    Удельный вес ( )- это вес единицы объема, т.е.
 
      , (1.2) 

     где -вес жидкости в объеме V.
     Для воды при  имеем .
     Между удельным весом и плотностью можно найти связь, если учесть что G=mg:
      . (1.3) 

     
    Температурное расширение. Характеризируется температурным  коэффициентом  объемного расширения, представляющим собой относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на :
 
      (1.4)
     где
      изменение температуры, .
    Вязкость-свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) ее слоев. Это свойство проявляется в том, что в жидкости при ее движении между слоями возникают касательные напряжения. При течении вязкой жидкости вдоль твердой стенки происходит торможение потока, обусловленное вязкостью (рис. 1.1). Скорость U уменьшается по мере уменьшения расстояния y от стенки.
 
Согласно  гипотезе И.Ньютона касательные  напряжения , возникающие в движущейся жидкости, зависят от ее рода и характера  и прямо пропор-циональны градиенту  скорости
Рисунок 1.1 – Профиль скоростей при  течении вязкой жидкости
 
 
      , (1.5)
       где коэффициент динамической вязкости жидкости; -приращение скорости, соответствующее приращению координаты dy.
     Градиент  скорости характеризует интенсивность сдвига жидкости в данной точке, коэффициент - вязкость капельных жидкостей и имеет размерность Нс/м2 (Па•с).
     На  практике наиболее часто используется коэффициент кинематической вязкости
         . (1.6)
    Он измеряется в . Для воды при . 
 

3. Гидростатика 

     3.1 Гидростатическое давление 

     Гидростатика  — это раздел гидравлики, в котором  изучаются законы равновесия жидкости и применение этих законов для  решения практических задач.
     На  жидкость, находящуюся в состоянии  равновесия (покоя), действуют две  категории сил: поверхностные и  массовые.
     Поверхностные силы - это силы, действующие на поверхности  объемов жидкости, например, сила давления поршня, сила атмосферного давления. Массовыми  являются силы, пропорциональные массе  жидкости: силы тяжести, инерции. В результате действия внешних сил внутри жидкости возникает напряжение сжатия или  гидростатическое давление. Итак, гидростатическим давлением р называется сжимающее  напряжение, возникающее внутри покоящейся жидкости. Средним гидростатическим давлением называется отношение 

      (2.1) 

     где F- сжимающая сила, Н; S- площадь площадки, .
     Гидростатическое  давление, как и напряжение, измеряется в  или в паскалях (Па):1 =1Па= = Кроме того, гидростатическое давление измеряется в , высотой столба жидкости, мм вод.ст. и мм рт. ст., в атмосферах физических ,а, и технических ,ат. На практике давление часто имеряют в технических атмосферах. Между единицами существует следующая связь: .
     Гидростатическое  давление имеет такие свойства:
     а) гидростатическое давление направлено всегда по внутренней нормали (перпендикуляру) к площадке, на которую оно действует (рис 2.1); 

       
 

     Рисунок 2.1 - Направление давления 

     б) гидростатическое давление в любой  точке жидкости по всем направлениям одинаково. 

     3.2 Основное уравнение гидростатики 

     Возьмем в жидкости произвольную точку с  координатой Z и глубиной погружения h (рис 2.2). 

 
Уравнение, выражающее гидростатическое давление р в любой точке неподвижной жидкости в том случае, когда из массовых сил на нее действует только одна сила тяжести, называется основным уравнением гидростатики
Рисунок 2.2 – Давление в точке
 
 
      (2.2)
     где - давление на свободной поверхности жидкости;
     h- глубина расположения рассматриваемой точки.
     Другая  форма записи уравнения (2.2) имеет  вид 
               (2.3) 

     где z и -вертикальные координаты произвольной точки и свободной поверхности жидкости, отсчитываемые от горизонтальной плоскости.
     При известной величине удельного веса уравнение (2.2) можно записать в виде
         . (2.4)
          Из выражения (2.4) следует, что гидростатическое давление р в данной точке равно сумме давлений на свободной поверхности жидкости и давления, производимого столбом жидкости высотой, равной глубине погружения точки. 

     3.3 Понятие о пьезометрической высоте и вакууме 

     Различают давление, которое соответствует  абсолютному нулю, и давление атмосферное (рис.2.3). Относительно абсолютного нуля давление в любой точки жидкости называется абсолютным . 

Разность  между абсолютным давлением  и атмосферным давлением называется избыточным давлением и обозначается :
Рисунок 2.3 – Виды давления
 
 
      (2.5)
     Избыточным (манометрическим) называется давление, превышающее атмосферное (см.рис.2.3). Давление, недостающее до атмосферного, или разность между атмосферным и абсолютным давлением , называется вакуумметрическим давлением или вакуумом
      . (2.6)
     Рассмотрим  закрытый сосуд1, заполненный жидкостью, на поверхности которой действует  давление , превышающее атмосферное давление . К сосуду присоединена трубка 2, открытая сверху, т.е. сообщающаяся с атмосферой (рис 2.4). Так как давление на поверхности жидкости больше атмосферного, то жидкость в трубке 2 поднимается на некоторую высоту , которая в гидравлике называется пьезометрической высотой, а сама трубка- пьезометром. 

Рисунок 2.4- Пьезометрическая плоскость
 
     Пьезометрическая  высота определяется из зависимостей (2.2) и (2.5):
     . (2.7)
     Аналогично  определяется вакуумметрическая высота с учетом уравнения (2.6):
            . (2.8)
          Плоскость П-П, давление во всех точках которой равно атмосферному, называется пьезометрической. Если сосуд открыт, то пьезометрическая плоскость совпадает со свободной поверхностью жидкости. 

     3.4 Приборы для измерения давления 

     Для измерения давления используют жидкостные (барометр, пьезометр, вакуумметр, дифманометр), механические (манометр, вакуумметр) и  электрические приборы. Рассмотрим принцип действия основных из них.
     Барометр  состоит из открытой чашки, заполненной  ртутью, и стеклянной трубки, верхний  конец которой запаян, 

а нижний опущен в чашку под уровень  ртути (рис.2.5). В верхней части  трубки воздуха нет, поэтому в  ней действует давление насыщенных паров ртути . Значение атмосфер-ного давления определяют по формуле
Рисунок 2.5 – Ртутный барометр
 
 
      (2.9)
где - плотность ртути; h- высота подъема жидкости в трубке.
     Пьезометр - это прибор для измерения небольших  давлений в жидкости при помощи высоты столба этой жидкости (рис.2.6). 

Он состоит  из вертикальной стеклянной трубки, верхний  конец которой открыт и сообщается с атмосферой, а нижний присоединен  к сосуду, в котором измеряют давление р.
Рисунок 2.6 – Пьезометр
 
 
     По  основному уравнению гидростатики 

      . (2.10)
     Вакуумметр - это U-образная стеклянная трубка, в колене которой имеется жидкость, тяжелее от той, которая 

находится в сосуде. Один конец трубки соединен с сосудом, а второй открыт (рис.2.7). Давление на свободной поверхности жидкости, если трубка присоединена выше этой поверхности, вычисляют по формуле
Рисунок 2.7 – Жидкостной вакууметр
 
 
      . (2.11)
    Пружинный манометр (рис.2.8) состоит из корпуса 5, штуцера 6, манометрической (пружинной) трубки 4, передающе-
го механизма 3, стрелки 2 и шкалы 1. Жидкость под  давлением попадает в штуцер, а  затем в трубку. Под действием  давления трубка разгибается и перемещается ее свободный конец, связанный со стрелкой прибора.
Рисунок 2.8 – Пружинный манометр
 
 
 
     4. Основы гидродинамики 

     4.1 Основные понятия о движении жидкости. Уравнение расхода (неразрывности) 

     Основной  задачей гидродинамики является изучение законов движения жидкости.
     Движение  жидкости может быть установившимся и неустановившимся.
     При установившемся движении жидкости скорость и давление во всех ее точках не изменяется с течением времени . При неустановившемся движении скорость и давление жидкости изменяются во времени.
     При движении частиц жидкости различают  линию тока, элементарную струйку, живое  сечение.
     Линией  тока называется линия, касательная  к каждой точке которой в данный момент времени совпадает с вектором скорости (рис.3.1). 

Рисунок 3.1 – Линия тока Рисунок 3.2 –  Элементарная струйка
 
     Бесконечно  малый объем, ограниченный линиями  тока, называется элементарной струйкой. Предполагается, что поток движущейся жидкости состоит из отдельных элементарных струек.
     Живое сечение потока - это поверхность  в пределах потока жидкости , перпендикулярная в каждой своей точке к вектору  соответствующей местной скорости в этой точке.
     Расходом  называется количество жидкости, протекающее  через живое сечение в единицу  времени. В гидравлике применяют  объемный расход Q, : 

      (3.1)
           где V-средняя скорость; S- площадь живого сечения.
     При установившемся движении расход через  все живые сечения потока одинаков: 

      . (3.2)
      Выражение (3.2) называется уравнением расхода или уравнением неразрывности потока. 

     4.2 Уравнение Бернулли 

     Уравнение Бернулли является основным уравнением гидродинамики. Для двух сечений  потока 1-1 и 2-2 реальной жидкости при  установившемся движении уравнение  Бернулли имеет вид 

      , (3.3) 

     где и - геометрический напор(удельная потенциальная энергия положения) в сечениях 1-1 и 2-2,м;
      и - пьезометрический напор (удельная потенциальная энергия давления ) в сечениях, м;
       – скоростной напор (удельная  кинетическая энергия ) в сечениях, м;
      , - избыточное давление в сечениях, Па;
      , - средние по живому сечению трубы скорости потока в сечениях, ;
      - коэффициенты кинетической энергии(коэффициенты  Кориолиса) в сечениях;
      - плотность жидкости, ;
      -потери напора в трубе между  сечениями, м. 

Рисунок 3.3 – Графическая иллюстрация  уравнения Бернулли
 
     Коэффициент кинетической энергии  учитывает неравномерность поля скоростей в рассматриваемом живом сечении. Величина этого коэффициента зависит от режима течения жидкости: для ламинарного течения =2, для турбулентного =1,05-1,15( ).
     Все члены уравнения Бернулли в формуле (3.3) имеют линейную размерность и  в энергетическом смысле представляют удельную энергию жидкости, т.е. энергию, отнесенную к единице веса жидкости.
     Сумма всех трех членов + =H представляет собой полный напор в сечениях.
     Графическая иллюстрация уравнения Бернулли показана на рис.3.3. Линия  показывает изменение полных напоров в сечениях 1-1 и 2-2 и называется напорной линией или линией полного напора, линия - изменение пьезометрических напоров и называется пьезометрической линией.
 
    4.3 Режимы движения жидкости
      Силы вязкости в жидкости существенно влияют на величину и распределение скоростей движения жидкости, т.е. на характер ее движения.
     Различают два режима движения: ламинарный и  турбулентный. При ламинарном режиме жидкость движется отдельными слоями, пульсаций скоростей и давлений не наблюдается. Турбулентный режим  характеризуется неупорядоченным, хаотичным движением частиц и  интенсивным перемешиванием жидкости.
     Критерием для определения режима движения является безразмерное число Рейнольдса. Для труб круглого сечения число  Рейнольдса определяется по формуле 

      , (3.4)
     где V – средняя скорость жидкости; - диаметр трубы;
      - кинематический коэффициент вязкости  жидкости.
     Экспериментально  определено, что режим будет ламинарным, если .
      - критическое число Рейнольдса, при котором происходит переход  ламинарного режима в турбулентный. Для круглых труб принимают . Если число Рейнольдса находится в области , то режим считается переходным, а при - турбулентным.
     Ламинарный  режим возникает в тонких капиллярных  трубках, во время движения очень  вязких жидкостей, при фильтрации воды в слоях грунта и др. Движение маловязких жидкостей (вода, бензин, спирт) почти всегда происходит в турбулентном режиме. 

      5. Гидравлические сопротивления 

     5.1 Общие сведения о гидравлических потерях 

     Движение  вязкой жидкости сопровождается потерями энергии.
     Потери  удельной энергии (напора), или гидравлические потери, зависят от формы, размеров русла, скорости течения и вязкости жидкости.
     В большинстве случаев гидравлические потери пропорциональны скорости течения жидкости во второй степени или динамическому напору и определяются из выражения
         (4.1)
        где - коэффициент потерь; V-средняя скорость в сечении.
     Потери  в единицах давления
         . (4.2) 
     Гидравлические  потери энергии обычно разделяют  на местные потери и потери на трение по длине
          . (4.3)
          Местные потери энергии обусловлены так называемыми местными гидравлическими сопротивлениями, т.е. местными изменениями формы и размеров русла, вызывающими деформацию потока. При протекании жидкости через местные сопротивления изменяется ее скорость и возникают вихри.
     Примером  местных сопротивлений может  служить задвижка (рис.4.1). 

Рисунок 4.1 – Местное гидравлическое сопротивление: а) задвижка
 
     Местные потери напора определяются по формуле  Вейсбаха
           , (4.4)
          где V-средняя скорость в трубе; -коэффициент местного сопротивления.
     Потери  на трение по длине  -это потери энергии, которые возникают в прямых трубах постоянного сечения и возрастают прямо пропорционально длине трубы (рис.4.2).
     Рассматриваемые потери обусловлены внутренним трением  жидкости в трубах. Потери напора при  трении определяются по формуле Дарси-Вейсбаха
         ,    (4.5)
  где ? – коэффициент гидравлического трения по длине или коэффициент Дарси; l – длина трубопровода; d –его диаметр; V – средняя скорость течения жидкости. 

Рисунок 4.2 – Потери напора по длине трубы
 
     Для ламинарного режима движения жидкости в круглой трубе коэффициент  определяется по теоретической формуле
         , (4.6)
        где число Рейнольдса.
     При турбулентном режиме коэффициент  зависит от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости ( -эквивалентная шероховатость) и определяется по эмпирическим формулам.   
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.