Некоторые физические свойства жидкостей и газов

НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ [c.7]

ГЛ I. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ (8—14 [c.8]

Уточнение этих уравнений и приведение их к замкнутой форме потребуют некоторых дальнейших качественных и количественных допущений, соответствующих тем или другим более специфическим физическим свойствам жидкости и газа. [c.15]

Удовольствуемся этими краткими качественными представлениями. Некоторые количественные данные по макроскопическим свойствам жидкостей и газов будут приведены далее по ходу изложения. За более подробными сведениями по молекулярной структуре и тепловым движениям вещества в различных агрегатных состояниях адресуем к весьма содержательным и доступным для неспециалистов статьям в физическом энциклопедическом словаре ). [c.14]

Некоторые свойства жидкостей и газов, применяемые в ЖРД. Важной характерной особенностью топлив ЖРД является наличие в них газа в виде раствора или механической смеси. В двигателях, в которых не предусмотрено принудительное отделение газа от топлива, содержание газа в топливе может доходить до 5—10%, а для криогенных топлив 18% и более. Наличие даже очень небольшого количества газа (до 1%) в значительной степени изменяет физические свойства жидкого топлива по сравнению с капельной жидкостью (однофазной) и обязательно должно быть учтено при расчете. [c.285]

Таким образом, динамика процесса абсорбции в насадочном аппарате в режиме идеального вытеснения без труда может быть описана с помощью формул, аналогичных уже полученным для противоточного теплообменника. Значительно сложнее исследовать динамику насадочного абсорбера в том случае, когда нельзя пренебречь продольным перемешиванием. При использовании одно-параметрической диффузионной модели абсорбер описывается уравнениями (1.2.30), (1.2.31) с граничными условиями (1.2.37) (считаем, что расходы по жидкости и газу постоянны). Как и раньше, будем полагать, что функция 0 (0 ) имеет линейный вид 0д = Г01. При этом функциональный оператор А, задаваемый с помощью уравнений (1.2.30), (1.2.31), граничных условий (1.2.37) и нулевых начальных условий будет линейным. Но поскольку уравнения математической модели являются уравнениями в частных производных второго порядка, исследовать этот линейный оператор очень трудно. С помощью применения преобразования Лапласа по t к уравнениям и граничным условиям можно получить выражение для передаточных функций. Однако они будут иметь столь сложный вид по переменной р, что окажутся практически бесполезными для описания динамических свойств объекта. Рассмотрим математическую модель насадочного абсорбера с учетом продольного перемешивания при некоторых упрощающих предположениях. Предположим, что целевой компонент хорошо растворяется в жидкости, и поэтому интенсивность процесса массообмена между жидкостью и газом пропорциональная концентрации целевого компонента в газе. В этих условиях можно считать 0 (в ) 0. Физически такая ситуация реализуется, например, при хемосорбции, когда равновесная концентрация поглощаемого компонента в газовой фазе равна нулю. При eQ( i,) = 0 уравнение (1.2.30) становится независим мым от уравнения (1.2.31), поскольку в (1.2.30) входит только функция 0g(->i , t)- При этом для получения решения o(Jf, t), системы достаточно решить одно уравнение (1.2.30) функцию L x,t), после того как найдена функция можно найти [c.206]

По своим физическим свойствам жидкость занимает промежуточное положение между твердым телом и газом. Например, при параметрах состояния, близких к критическим, свойства жидкости близки к свойствам газа, а при температурах, близких к температурам кристаллизации, жидкость обладает некоторыми свойствами, присущими твердому телу. [c.120]

По сравнению с движением жидкостей движение газов характеризуется некоторыми особенностями, обусловленными, главным образом, различием физических свойств капельных и газообразных жидкостей. При гидравлическом (аэродинамическом) расчете трубопроводов для газов следует различать два случая движение при малых относительных перепадах давления и движение при больших перепадах [под относительным перепадом давления Др/Рср понимают отношение абсолютного перепада давления между начальным и конечным сечением Лр к среднему давлению на участке Рср= (Р1+Р2)/2]. [c.288]

При этом по достижении некоторых критических параметров возникают типичные критические явления, обычно резко нарушающие режим нормальной работы аппарата. К такого рода явлениям относятся случаи захлебывания аппарата при встречном течении жидкости и газа, начало резкого вторичного увлажнения в различного рода сепараторах, разрушение устойчивой паровой подушки под раздаточным дырчатым листом в барботерах, возникновение и разрушение пленочного кипения и многие им подобные процессы. Критические скорости, при которых происходят эти явления, весьма разнообразны и зависят как от характера процесса и физических свойств взаимодействующих сред, так и от геометрических размеров и формы аппарата. Однако все эти внешне весьма разнородные явления объединяет общая природа всех кризисов, заключающаяся в нарушении устойчивости потока жидкости при достижении газом некоторой критической скорости, а общность, уже [c.315]

Все жидкости и газы в той или иной степени обладают перечисленными физическим свойствами, причем необходимость их учета или возможность пренебрежения некоторыми из них определяется в каждом отдельном случае целью исследования. Например, самая простая модель несжимаемой, лишенной внутреннего трения (вязкости) и ряда других физических свойств, так называемой идеальной, жидкости оказывается очень полезной при определении общего характера обтекания тел, реакций потока на них и др. [c.11]

Проблемы описания движения очень сильно сжатых жидкостей и газов с учетом усложненных физических свойств различных сред в таких состояниях, особенно при наличии высоких температур. Существуют интересные и важные отрасли техники, в которых необходимо иметь дело с телами, подверженными большим давлениям (порядка многих тысяч и миллионов атмосфер), например при искусственном изготовлении алмазов, при применении взрывов для штамповки деталей некоторых конструкций и в множестве других задач. [c.12]

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ [c.413]

Основными факторами, влияющими на возникновение и последующее развитие кавитации в потоках жидкости, являются форма границ течения, параметры течения (абсолютное давление и скорость) и критическое давление Ркр, при котором могут образовываться пузырьки или возникать каверны. Однако, как показано в следующих главах, на зависимость критического давления от формы границ, давления и скорости могут существенно влиять другие факторы. К ним относятся свойства жидкости (например, вязкость, поверхностное натяжение, параметры, характеризующие испарение), любые твердые или газообразные примеси, которые могут быть взвешенными или растворенными в жидкости, и состояние граничных поверхностей, включая их чистоту и трещины, в которых могут находиться нерастворенные газы. Кроме динамики течения для больших перемещающихся или присоединенных каверн существенное значение имеют градиенты давления, обусловленные силами тяжести. Наконец, физические размеры границ течения могут оказывать существенное влияние не только на размеры каверн, но и на зависимость от некоторых параметров основного течения и течения в пограничном слое. При выводе критерия подобия невозможно учесть все эти факторы. Поэтому обычно на практике используют основной параметр, выведенный из элементарных условий подобия, и учитывают влияние других факторов как отклонения от основного закона подобия. [c.62]

Заметим также, что Рэлей не мог оставить без внимания то обстоятельство, что в момент полного схлопывания пустой каверны в несжимаемой жидкости скорость и давление оказывались бесконечно большими. Он понимал, что для получения имеющих физический смысл значений скорости и давления при схлопывании следует учитывать содержимое пузырька и его поведение, а также некоторые свойства жидкости. Как мы видели, Рэлей перешел к расчету каверн, наполненных газом, изотермически сжимающимся при схлопывании. Решение Кука [36] для случая схлопывания пустой каверны на твердой сфере просто обходило основные трудности. Помимо введения этих двух приближений для давления схлопывания, решение Рэлея не учитывало влияние содерл имого каверны или поля переменного давления. Единственным учитываемым свойством жидкости была плотность поверхностное натяжение, вязкость, сжимаемость и другие ее свойства во внимание не принимались. [c.131]

Современная техническая термодинамика широко использует и применяет для исследования тепловых двигателей выводы общей и химической термодинамики. Без конкретных знаний физических свойств газов и жидкостей и закономерностей взаимного превращения их невозможен, например, термодинамический анализ действия паровой машины или паровой турбины, а без знания свойств растворов — анализ работы некоторых типов холодильных машин. Поэтому в настоящем курсе приводятся основные сведения, касающиеся свойств реальных веществ, условий фазового и химического равновесия, свойств растворов и т. д. [c.8]

Характеристики элементов пневмоники, связанные со специфическими свойствами газовых сред. Некоторые физические явления характерны лишь для газов и не воспроизводятся при работе струйных элементов, дросселей и междроссельных камер на жидкостях. [c.451]

Проблема изучения строения молекул — одна из наиболее актуальных задач современной физики и химии. Во всяком химическом или физическом эксперименте проявляются свойства частиц вещества (молекул, атомов, ионов) в их большой совокупности. По некоторому суммарному или, как еще иначе говорят, интегральному эффекту, который проявляется в газах, жидкостях и твердых (кристаллических) телах, делают выводы о свойствах и структуре атомов и молекул. [c.772]

Этот критерий характеризует соотношение между скоростью обмена механической энергией между частицами жидкости (за счет вязкости) и скоростью обмена тепловой энергией (за счет температуропроводности). Критерий Прандтля называют критерием физических свойств вещества. Он является определяющим критерием. Так как критерий Рг целиком составлен из физических констант, он и сам является физической константой вещества и зависит от тех параметров, которые определяют значения констант. Для некоторых капельных жидкостей (вода, масло, глицерин и др.) с ростом температуры величина Рг сильно уменьшается. Для газов значение критерия Прандтля практически зависит только от числа атомов в молекуле газа и ие зависит от температуры [c.233]

Неопределенности, связанные с написанием уравнений реакций для систем, в которых неизвестны все возможные продукты, представляют собой большую трудность для теоретического решения этих проблем. В литературе содержится много сообщений о существовании новых, сложных соединений и можно предполагать, что еще больше соединений будет выявлено по мере развития технологии. Даже если соединения, которые могут образоваться, известны, очень важно знать, будут ли они присутствовать при рабочей температуре в виде газа, жидкости или твердой фазы. Таким образом, важно не только определение соединения, но и знание некоторых основных физических свойств его, чтобы можно было оценить важность предполагаемых реакций. [c.313]

Специфические свойства элементов гидравлической струйной техники. Для элементов, работающих на жидкости, в некоторых случаях могут быть существенными физические явления, которые характерны лишь для жидких сред и не наблюдаются для газов. [c.452]

Из всего возможного многообразия физических свойств тел для нас пока достаточно остановиться па простейшем — дефор--чируемости тела. Все физические тела под влиянием приложенных сил из.меияют свою фор.му, причем величина деформации зависит от различных условий материала тела, формы его, величины и направлений приложенных сил. Некоторые тела, например жидкости и газы, легко деформируются твердые тела (например, металлы, дерево и др.), наоборот, обычно получают незначительные. деформации. [c.13]

Когда две различные фазы, например жидкость и газ или две жидкости с разными свойствами, соприкасаются друг с другом, на каждую единицу площади поверхности раздела приходится определенное количество энергии. Эта энергия имеет ту же размерность, что и сила, приходящаяся на единицу длины, и, хотя здесь нет физического подобия, все же будет удобнее в дальнейшем пользоваться последней величиной. Когда поверхность раздела находится между жидкостью и газом, она называется свободной поверхностью, а сила — поверхностным натяжением, размерность которого динЫсм. Свободные поверхности не оказывают влияния на свойства жидкостей в гидравлических системах, если наблюдается явление вспенивания [28, 29]. Пена представляет собой эмульсию пузырьков газа в жидкости при некоторых условиях эта эмульсия может быть очень устойчивой. По своей природе пена гораздо более сжимаема, чем сама жидкость, и если она засасывается насосом и попадает в гидросистему, то работа системы может нарушиться. Кроме того, из-за большой площади поверхности раздела между жидкостью и газом процесс окисления и другие химические реакции в пене значительно ускоряются. [c.48]

В практике встречаются случаи герметизащ1и жидкостей, газов и паров, которые, дросселируясь при утечке через сальниковое уплотнение, изменяют свои физические свойства и образуют двухфазные системы. Последнее выражение в таких случаях не может быть использовано для расчета геометрических размеров сальника или утечки через него и нуждается в некотором видоизменении. [c.93]

В работе [Л. 5-12] изучалось влияние физических свойств газа, распыливающ,его жидкость в распылителе типа Вентури. Сравнение данных по распыливанию азотом и этаном показало, что уменьшение вязкости газа на 60% приводило примерно к такому же увеличению среднего диаметра капель. Уменьшение же плотности газа примерно в 7 раз при замене азота гелием привело к увеличению среднего диаметра капель примерно в 2 раза, несмотря на некоторое увеличение скорости. [c.100]

В каждой из этих глав очень подробно и обстоятельно излагается соответствующая часть теории. В 20-х годах ни в одном иг сочинений учение о газах и жидкостях не рассматривалось с такой подробностью и глубиной, как в сочинении Бирона. Эта книга не потеряла своего значения и в настоящее время, хотя некоторые числовые данные, относящиеся к физическим свойствам газов и жидкостей, устарели. Интересующиеся учением о газах и жидкостях найдут в книге Бирона много интересного особенно обстоятельными в ней являются исследования физических свойств газов и жидкостей, учение о реальных газах, а также часть, посвященная вопросам истории. Сочинение Биропа заслуженно можно отнести к лучшим сочинениям, посвященным учению о газах и жидкостях. [c.229]

Результаты, приведенные в этом и предыдущих параграфах, справедливы только для капельных жидкостей. В случае течения газа при больших температурных напорах необходимо учитывать не только зависимость ц от Т, но и зависимость р, Я и Ср от Т. Некоторые расчеты теплообмена и трения для воздуха в условиях охлаждения вдали от входа в трубу при 7с = onst проведены в Л. 10]. Они показывают, что если 1к в выражении для числа NUoo Bbi6paTb при средней массовой температуре Т, то с уменьшением TdT от 1 до 0,25 число Nu , при переменных физических свойствах возрастает. Однако это возрастание невелико и не превышает 6% от значения Nu при постоянных физических свойствах. Коэффициент сопротивления в этих условиях изменяется в зависимости от Тс/Т приблизительно так же, как и в случае с = onst (см. 9-4). [c.137]

Физические свойства. Первые представители аминов жирного ряда являются газами. Следующие за ними, равно, как и первые ароматические амины,—жидкости и лишь высшие представители-твёрдые тела. Низшие амины жирного ряда обладают специфическим аммиакоподобным, но более острым запахом. По мере увеличения молекулярного веса уменьшается и летучесть аминов. Некоторые низшие амины обладают селёдочным запахом. [c.305]

В 3.4.2 изложен метод расчета слоистых течений с использованием основной разностной схемы (3.1.2). В координатах г з, х удобно проводить расчеты многослойных течений с различными физическими свойствами. Такой расчет можно провести в рамках идеальной жидкости без учета смешения слоев, при этом полные температуры, полные давления и показатели адиабаты в слоях могут быть различны. Будем обозначать параметры ядра потока нижним индексо1М 1, а параметры пристеночного слоя — индексом 2 (рис. 5.22). Пусть до некоторой линии тока газ имеет пока- [c.221]

Существование и единственность решения задачи для нелинейных уравнений осесимметричного движения газа в турбомашине в общем виде не доказаны. Однако можно высказать некоторые соображения в пользу положительного решения этого вопроса. Прежде всего существование решения очевидно из физических соображений даже для самой обшей (трехмерной) постановки. Единственность решения линеаризованных (в отношении производных) уравнений очевидна, так как они сводятся к квазилинейному эллиптическому уравнению типа уравнения Пуассона. Нелинейность уравнений существенно связана с множителем р в уравнении неразрывности, а также с производными от р (т. е. с и 7 ) в уравнении вихрей. Для частного случая линейных уравнений с р = onst up — onst, который отвечает течению несжимаемой жидкости только через неподвижные решетки (ш = 0), существование и единственность решения следуют из тех же свойств, доказанных для более общей задачи трехмерного движения. Нелинейность, зависящая от производных от р, вообше очень слабая. Она связана со смещением линий тока (вдоль которых р постоянно или является известной функцией). В предположении непрерывной зависимости формы линий тока от значений р у задаваемых в виде гладкой функции поперек входного сечения, а также от величины угловой скорости ш (такая зависимость, безусловно, должна быть непрерывной в силу эллиптичности уравнений с гладкими коэффициентами) можно определенно утверждать единственность решения нелинейных уравнений, по крайней мере, для достаточно малых областей А или для достаточно малых [c.303]

Эффективность смазок для титана. Обладая высокой поверхностной активностью, титан очень интенсивно образует окисные пленки (хемсорбция кислорода) и адсорбирует газы из окружающей среды (активированная физическая адсорбция газов). Защищенная газами активная поверхность титана теряет способность адсорбировать обычно применяемые в промышленности виды смазок. В работах Е. Рабиновича и А. Кингсбери [136] показано, что минеральные масла (испьггывалось 15 марок масел с различными антифрикционными добавками и без них) с вязкостью от 50 до 1000 сСт не эффективны (/ = 0,45 н- 0,47) производные углеводородов с длинной цепью также не эффективны (/ близок к 0,47) реагирующие с поверхностью титана неорганические жидкости (крепкий раствор каустической соды в воде, раствор йода в спирте, раствор сероводорода в воде и др.) значительно снижают коэффициент трения, но свойства этих жидкостей (низкая вязкость, испарение составляющих и др.) не позволяют использовать их для практического применения в качестве смазки синтетические соединения с длинной цепью (силиконовые масла, полиэтиленовые и полипропиленовые гликоли, растворы сахара, патока, мед и др.) уменьшают коэффициент трения причем самыми эффективными являются полиэтиленовые гликоли (/ =0,26) некоторый положительный результат в снижении коэффициента трения отмечается для углеводородов, содержащих галогены. [c.188]

Вторая физическая система, которую мы будем рассматривать в 78, 79, это намагничивающееся вещество, которое при температурах ниже некоторой характерной для данного вещества — температуры Кюри Тк — является ферромагнетиком. В отсутствие внещнего поля он обладает спонтанным намагничением М, а при Т> Тк теряет ферромагнитные свойства и ведет себя как парамагнетик (М = 0 при Н= 0). Несмотря на то, что физические процессы в системе жидкость — газ не имеют ничего общего с процессами в магнетике, существует далеко идущее формальное сходство между поведением параметров, характеризующих эти две системы. В частности, спонтанное намагничение весьма сходно с разностью р — рг — обе эти величины стремятся к нулю при Г - Гк — о и не существуют при температурах выще точки перехода. В связи с этим принято характеризовать скорость убывания М по мере приближения к критической температуре критическим показателем, обозначаемым тем же символом Д что и в формуле (76.1) [c.410]

Рабочая, окружающая и разделительная среды. Рабочая среда (F) — вещество внутри, окружающая среда А) - вещество вне герметизируемого объекта. Каждая среда характеризуется определенным агрегатным состоянием основной фазы (жидкое, газообразное, твердое — сыпучее, плазменное), физическими параметрами и химическими свойствами. Обычно в основной фазе находятся загрязнения, поэтому система всегда является двух- или трехфазной (например, в жидкости взвешены твердые частицы и пузырьки газа). Среду, состоящую из предусмотренной смеси нескольких веществ в разных состояниях (например, мелкодисперсные ферромагнитные частицы в жидкости, коллоидные растворы и т. д.), называют композиционной. При взаимодействии сред между собою и- с материалами уплотнения возможны недопустимые химические реакции, изменение физического состояния и т. п. В этом случае среда Р является несовместимой со средой Л или материалами уплотнений. Пригодность материалов для работы в условиях взаимного контакта называют совместимостью. В течение заданного срока эксплуатации свойства материалов должны изменяться (вследствие взаимодействия со средами) в установленных пределах. При несовместимости сред А и Р в конструкции агрегата предусматривают гидравлический или газовый затвор, заполненный разделительной средой Б (иногда ее н ывают запирающей или буферной средой). В уплотнениях некоторых типов разделительная среда может находиться в разных агрегатных состояниях при работе и остановке объекта (например, в гидрозатворах с легкоплавким уплотнителем). [c.13]

Изучение важнейших физико-химических механизмов в условиях турбулентного течения многокомпонентной реагирующей газовой смеси, ответственных за пространственно-временные распределения и вариации определяющих макропараметров (плотности, скорости, температуры, давления, состава и т.п.), особенно эффективно в сочетании с разработкой моделей турбулентности, отражающих наиболее существенные черты происходящих при этом физических явлений. Турбулентное движение в многокомпонентной природной среде отличается от движения несжимаемой однородной жидкости целым рядом особенностей. Это, прежде всего, переменность свойств течения, при которой среднемассовая плотность, различные теплофизические параметры, все коэффициенты переноса и т.п. зависят от температуры, состава и давления среды. Пространственная неоднородность полей температуры, состава и скорости турбулизованно-го континуума приводит к возникновению переноса их свойств турбулентными вихрями (турбулентный тепло- и массоперенос), который для многокомпонентной смеси существенно усложняется. При наличии специфических процессов химического и фотохимического превращения, протекающих в условиях турбулентного перемешивания, происходит дополнительное усложнение модели течения. В геофизических приложениях часто необходимо также учитывать некоторые другие факторы, такие, как влияние планетарного магнитного поля на слабо ионизованную смесь атмосферных газов, влияние излучения на пульсации температуры и турбулентный перенос энергии излучения и т.п. Соответственно, при моделировании, например, состава, динамического и термического состояния разреженных газовых оболочек небесных тел теоретические результаты, полученные в рамках традиционной модели турбулентности однородной сжимаемой жидкости, оказываются неприемлемыми. В связи с этим при математическом описании средних и верхних атмосфер планет возникает проблема разработки адекватной модели турбулентности многокомпонентных химически реагирующих газовых смесей, учитывающей сжимаемость течения, переменность теплофизических свойств среды, тепло- и массообмен и воздействие гравитационного поля и т.п. Эти проблемы рассматриваются в данной части монографии. [c.9]

Необходимо для каждой смеси создавать приемлемую математическую модель представления свойств этой смеси. Такая модель, насколько возможно, должна иметь в основе физические концепции, но поскольку наше фундаментальное понимание поведения газов и жидкостей чрезвычайно ограничено, то любая полезная модель неизбежно подвержена влиянию эмпиризма. Несмотря на то, что по крайней мере некоторой доли эмпиризма никогда избежать не удается, стратегия ин-женера-технолога должна быть направлена на использование не голой эмпирики, а освещенной теорией. Это означает прежде всего то, что инженер должен уметь критически и информированно судить о методах расчета. Поскольку такая способность приобретается только с опытом, то мы завершаем эту главу несколькими советами. [c.342]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...