Билет 1 Физические свойства жидкости (удельный вес, плотность, сжимаемость, вязкость, испаряемость, растворимость газов в жидкостях). Жидкостью

• Название: Билет 1 Физические свойства жидкости (удельный вес, плотность, сжимаемость, вязкость, испаряемость, растворимость газов в жидкостях). Жидкостью
• Дата: 13.12.2022
• Размер: 2.32 Mb.
• Имя файла: Gotovy_ekzamen.doc
• Тип: Документы; #843044
• страница: 1 из 22

БИЛЕТ №1

1. 
   Физические свойства жидкости (удельный вес, плотность, сжимаемость, вязкость, испаряемость, растворимость газов в жидкостях).
   

Жидкостью называют физическое тело, которое легко изменяет свою форму под действи- ем самых незначительных сил. Оно обладает свойством текучести, т.е. большой подвижностью своих частиц, и поэтому принимает форму сосуда, в котором находится.

По техническим свойствам жидкости разделяют на два класса:

‒ малосжимаемые (капельные)

‒ сжимаемые (газообразные).
Удельным весом жидкости (газа), (𝜸), называется вес единицы ее объема.

^𝐺𝛾 =

𝑉

где 𝐺 — вес жидкости;

𝑉 — объем, занимаемый жидкостью.

Удельный вес ― ньютон на кубический метр (Н/м³).
Плотностью (𝝆) называется масса жидкости, заключенная в единице объема, или отношение массы жидкости к ее объему.

где 𝑚 — масса жидкости в объеме 𝑉.

𝑚

𝜌 = _𝑉 ,

Плотность ― килограмм на кубический метр (кг/м³).
Удельным объемом (𝝂) называется объем, занимаемый единицей массы жидкости.

𝑉

𝜈 = _𝑚.

Удельный объем представляет собой величину, обратную плотности.
1

𝜈 = _𝜌.

Удельный объем ― кубический метр на килограмм (м³/кг).
Сжимаемость капельных жидкостей под действием давления характеризуется коэффициентом объемного сжатия (𝜷_𝑽) который представляет собой относительное изменение объема, приходящееся на единицу изменения давления.

𝛽<sub>𝑉

=</sub> 𝑉₁−𝑉_2,

𝑉₁ 𝑝₁ − 𝑝₂

где 𝑉₁ и 𝑉₂ — объемы жидкости, соответственно начальный и конечный;

𝑝₁ и 𝑝₂ — давления, соответственно начальное и конечное.

Коэффициент объемного сжатия ― паскаль в минус первой степени (Па^‒1).

Модуль упругости жидкости (𝑬_𝟎) называется величина, обратная коэффициенту объемно- го сжатия.

𝐸₀

= ¹ .

𝛽_𝑉

Изменение объема жидкости в зависимости от изменения температуры характеризуется коэффициентом температурного расширения (𝜷_𝒕) выражающим относительное изменение объема жидкости, приходящееся на единицу изменения ее температуры.

𝛽<sub>𝑡

=</sub> 𝑉₂−𝑉_1,

𝑉₁ 𝑡₂ − 𝑡₁

где 𝑉₁ и 𝑉₂ — объемы жидкости, соответственно начальный и конечный;

𝑡₁ и 𝑡₂ — температуры, соответственно начальная и конечная.

Коэффициент температурного расширения ― градусы Цельсия в минус первой степени или в Кельвинах в минус первой степени (°С^‒1 = °К^‒1).
Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) ее частиц.
Характеристикой испаряемости является давление (упругость) насыщенных паров. Давление (упругость) насыщенных паров это такое давление, при повышении которого жидкость в сосуде перестает кипеть, а при понижении — начинает кипеть.
Чем больше давление насыщенных паров при данной температуре, тем больше испаряемость жидкости. Кипение жидкости при понижении давления до давления насыщенных паров называется кавитацией.
Растворимость — способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы — растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц.

Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления.

2. 
   Принцип действия объемного насоса.
   

По конструктивному исполнению различают возвратно-поступательные и роторные (аксиально-поршневые, радиально-поршневые, шестеренные, пластинчатые и др.) объемные насосы.

В основу кинематической схемы возвратно-поступательных и роторно-поступательных насосов положен кривошипно-шатунный механизм.

Кинематическую схему объемного насоса можно представить в виде схемы кривошипно- шатунного механизма. Рабочая камера насоса представляет собой цилиндр 4, а вытеснитель — поршень 3. Кривошипно-шатунный механизм (1 — кривошип, 2 — шатун) сообщает поршню возвратно-поступательное движение. Соединение рабочей камеры попеременно с подводящей (всасывающей) 8 и отводящей (напорной) 5 гидролиниями осуществляют самодействующие клапаны на линиях всасывания 7 и нагнетания 6.







При совершении хода всасывания (0 ≤ φ ≤ π) происходит увеличение объема рабочей ка- меры, и установившееся в ней давление будет ниже давления 𝑝₀ перед клапаном 7. Под действием разности давления рабочая жидкость заполняет увеличивающийся во время хода всасывания объем рабочей камеры. Клапан 6 закрыт. Таким образом, осуществляется цикл всасывания.

При совершении хода нагнетания (π ≤ φ ≤ 2π) вследствие движения поршня происходит уменьшение объема рабочей камеры. Давление в рабочей камере повышается, клапан 7закрывается. Когда давление в рабочей камере превысит давление в отводящей (напорной) линии 5, откроется клапан 6 и жидкость будет вытесняться в напорную линию. Таким образом, осуществляется цикл нагнетания.

БИЛЕТ №2

1. 
   Гидростатическое давление и его свойства.
   

Гидростатика — раздел гидравлики, изучающий законы равновесия жидкостей. Для изло- жения этих законов необходимо вначале рассмотреть силы, действующие на некоторый объем по- коящейся жидкости.

Внешние силы, действующие на некоторый объем покоящейся жидкости, могут быть раз- делены на две группы:

1. 
   массовые (или объемные) силы, которые пропорциональны массе выделенного объема жидкости (или при постоянной плотности среды пропорциональны объему) и действуют на все частицы среды этого объема. Примером массовых сил являются сила тяжести, центробежная сила и др.;
   
2. 
   поверхностные силы, которые действуют в каждой точке внешней поверхности выде- ленного объема жидкости и пропорциональны площади этой поверхности. Примером поверхност- ных сил являются силы давления поршня на жидкость, давления стенок сосуда на жидкость, атмо- сферного давления на свободную поверхность жидкости и т.п.
   

Гидростатическим давлением в точке называется предел отношения силы давления к площади, на которую она действует, при стремлении этой площади к нулю, т.е. при стягива- нии площадки в точку.

𝑃 = lim (∆𝑃/∆𝜔).

∆𝜔→0
Гидростатическое давление ― единица силы, деленная на единицу площади, т.е. [𝑝] = [си- ла/площадь].
Гидростатическое давление можно отсчитывать либо от нуля, либо от атмосферного давле- ния. Если давление 𝑝 отсчитывают от нуля, то его называют абсолютным, а если от атмосферного давления, — избыточным или манометрическим.

Абсолютное давление

где 𝑝_а ― атмосферное давление;

^𝑝абс ^{= 𝑝}а ^{+ 𝑝}изб ^,

𝑝_изб ― избыточное или манометрическое давление.

Давление ― равномерно распределенное давление, при котором на площадь 1 м² действует сила 1 Н ― паскаль (Па)