Химическая и механическая стойкость

Свойства жидкостей

Текучесть, Сохранение объёма, Вязкость, Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение, Испарение и конденсация,кипение,смачивание, смешиваемость, диффузия, Перегрев и переохлаждение, вольны на поверхности, волны плотности, Сосуществование с другими фазами

Плотность

скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму

Сжимаемость

свойство вещества изменять свой объём под действием всестороннего равномерного внешнего давления^[1]. Сжимаемость характеризуется коэффициентом сжимаемости, который определяется формулой

{\displaystyle \beta =-{\frac {1}{V}}{\frac {dV}{dp}},} 5.Вя́зкость

(вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих (жидкостей и газов) и твёрдых (металлов, полупроводников, диэлектриков, ферромагнетиков)^[1] тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла.

Химическая и механическая стойкость

Под химической стабильностью жидкости понимают устойчивость ее против «старения», происходящего в результате окисления кислородом воздуха.

Механическая деструкция жидкости наблюдается также при вибрационных воздействиях, которые проявляются в условиях эксплуатации.

7. Кавита́ция

(от лат. cavita — пустота) — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или пустот), которые могут содержать разреженный пар. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырёк схлопывается, излучая при этом ударную волну. В своей основе кавитация имеет тот же механизм действия, что и ударная волна в воздухе возникающая в момент преодоления твердым телом звукового барьера

Гидростатическое давление

давление столба воды над условным уровнем

Дифференциальное уравнение равновесия жидкости уравнение эйлера

10. основное уравнения гидростатики

 

 

Закон Паскаля

Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

Пьезометрическая высота

 представляет собой высоту столба жидкости, соответствующую данному давлению p (абсолютному или избыточному).

Гидростатический напор

H — это энергетическая характе­ри­стика покоящейся жидкости. Напор измеряется в метрах по высоте (вертикали).Гидростатический напор H складывается из двух величин

 где z — геометрический напор или высота точки над нулевой горизонтальной плоскостью отсчёта напора О-О;

 

hp — пьезо­метрический напор (высота).

 

Гидростатический напор H характеризует потенциальную энергию жид­кости (её энергию покоя). Его составляющая z отражает энергию положения.
16.Приборы для измерения давления

Барометры – измеряют атмосферное давление.

Вакуумметры – измеряют вакуумметрическое давление

 Манометры – измеряют избыток давления.

Мановакуумметры – измеряют вакуумметрическое и избыточное давление.

Баровакуумметры – измеряют абсолютное давление.

 Дифференциальные манометры – измеряют разность давлений.

Пьезометр

Пьезометр

(от греч. piézo — сжимаю и метрео — измеряю) — прибор, который используется для производственного и лабораторного измерения гидростатического или гидродинамического давления ньютоновских жидкостей и деформации твёрдых тел.

Пьезометры, используемые для давления в жидкостях, представляют собой обычно трубку малого диаметра (обычно около нескольких миллиметров), которая одним концом соединяется с сосудом, в котором измеряется давление. В лабораторной практике пьезометр обычно стеклянный полностью или в месте наблюдения за уровнем жидкости.

Используется формула P=Pатм+pgh.

Вакуумметры

(от вакуум и греч. metreo — измеряю) — вакуумный манометр, прибор для измерения давления разрежённых газов.

Вакуумметр Пирани, открытый

Пеннинговская вакуумметр, открытый

По принципу действия вакуумметры можно подразделить на следующие типы:

классические — являются обычными манометрами (жидкостными либо анероидами) для измерения малых давлений

ёмкостные — основаны на изменении ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками.

терморезисторные — работают в мостовой схеме, стремящейся поддерживать постоянное сопротивление (а значит температуру) терморезистора, открытого измеряемому давлению.

термопарные — принцип действия основан на охлаждении за счёт теплопроводности.

ионизационные — принцип действия основан на ионизации газа.

альфатрон — разновидность ионизационного вакуумметра.

Устройство вакууметра -один из них преобразует в электрический сигнал любые изменения состояния чувствительного элемента, другой - оценивает этот сигнал, пересчитывает в единицы давления, и информирует пользователя прибором о степени разрежения на контролируемом участке технологической линии или отдельного механизма. С механическими (анероидами) еще проще: ввернул - и считывай показания по стрелке (поскольку оба элемента объединены в одном корпусе прибора)

Гидростатический парадокс

явление, при котором сила весового давления налитой в сосуд жидкости на дно сосуда может отличаться от веса налитой жидкости. В сосудах с увеличивающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда меньше веса жидкости, в сосудах с уменьшающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда больше веса жидкости. Сила давления жидкости на дно сосуда равна весу жидкости лишь для сосуда цилиндрической формы.

Причина гидростатического парадокса состоит в том, что жидкость давит не только на дно, но и на стенки сосуда. Давление жидкости на наклонные стенки имеет вертикальную составляющую. В расширяющемся кверху сосуде она направлена вниз, в сужающемся кверху сосуде она направлена вверх. Вес жидкости в сосуде будет равен сумме вертикальных составляющих давления жидкости по всей внутренней площади сосуда^[2].

20.Зако́н Архиме́да

один из законов статики жидкостей (гидростатики) и газов (аэростатики): на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъёмная сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ.

Сила тяжести тела

 сила, действующая на любое материальное тело, находящееся вблизи поверхности Земли или другого астрономического тела

Плавание тел

способность тела удерживаться на поверхности жидкости или на определённом уровне внутри жидкости или газа. Плавание тел объясняется законом Архимеда.

24. Осто́йчивость

способность плавучего средства противостоять внешним силам, вызывающим его крен или дифферент, и возвращаться в состояние равновесия по окончании возмущающего воздействия^[1].

· В зависимости от плоскости наклонения различают поперечную остойчивость при крене и продольную остойчивость при дифференте. Применительно к надводным кораблям (судам), из-за удлинённости формы корпуса судна его продольная остойчивость значительно выше поперечной, поэтому для безопасности плавания наиболее важно обеспечить надлежащую поперечную остойчивость.

· В зависимости от величины наклонения различают остойчивость на малых углах наклонения (начальную остойчивость) и остойчивость на больших углах наклонения.

· В зависимости от характера действующих сил различают статическую и динамическую остойчивость.

Статическая остойчивость — рассматривается при действии статических сил, то есть приложенная сила не изменяется по величине.

Динамическая остойчивость — рассматривается при действии изменяющихся (то есть динамических) сил, например ветра, волнения моря, подвижки груза и т. п.

Характеристики остойчивости [править | править код]

В результате смещения ЦВ при наклонении линии действия силы веса и силы плавучести смещаются и образуют пару сил. Если плечо пары положительно, возникающий момент m _в действует в сторону восстановления равновесия, то есть спрямляет. Тогда говорят, что судно остойчиво. Если ЦТ расположен выше метацентра, момент может быть нулевым или отрицательным, и способствовать опрокидыванию — в этом случае судно неостойчиво.

Возвышение над основной плоскостью поперечного метацентра (z _m), центра величины (z _c), а также величина поперечного метацентрического радиуса r в значительной степени определяют остойчивость судна и зависят от величины его объёмного водоизмещения, формы корпуса и посадки. Зависимость величины поперечного метацентрического радиуса от формы корпуса (величины площади ватерлинии и её формы) и объёмного водоизмещения выглядит как:

{\displaystyle {r}={\frac {I_{\mathrm {x} }}{V}}}, (1)

где I _x — момент инерции площади действующей ватерлинии относительно продольной оси, проходящей через центр её тяжести, м⁴; V — объёмное водоизмещение (погруженный объём), м³.

Из рассмотрения трёх возможных вариантов воздействия сил Р и γV при наклонениях можно сделать вывод, что для обеспечения остойчивого положения равновесия судна необходимо, чтобы метацентр находился выше центра тяжести. Поэтому возвышение поперечного метацентра над центром тяжести выделяется в особую величину, и называется поперечной метацентрической высотой h. Величина h может быть выражена как:

{\displaystyle h=\ z_{m}-z_{g}}, (2)

где z_m и z_g высоты метацентра и центра тяжести над основной плоскостью, соответственно.

Величина восстанавливающего момента зависит от веса судна и плеча поперечной остойчивости. Из треугольника GmZ плечо остойчивости может быть выражено через поперечную метацентрическую высоту GZ = m _G sinθ = h sinθ. Тогда восстанавливающий момент будет определяться по формуле:

{\displaystyle m_{\mathrm {\theta } }=\ Ph\cdot sin\theta }, (3)

которая называется метацентрической формулой поперечной остойчивости. При малых углах крена, когда можно считать, что sin θ = θ в радианах, восстанавливающий момент определяется по линейной метацентрической формуле: m _θ = Ph θ.

Таким образом, величина восстанавливающего момента, определяющего сопротивление судна отклонениям, определяется, в свою очередь, величиной поперечной метацентрической высоты.

Гидродинамика

Раздел гидравлики, изучающей движение жидкостей и их воздействие на тела

Расход потока

 Количество жидкости, проходящее через живое сечение в единицу времени

Смоченный периметр потока

Это часть периметра живого сечения соприкасающегося со стенками

 33. Гидравлический радиус потока

 Отношение площади живого сечения к смоченному периметру

 34. Средняя скорость потока

Отношение расхода к живому сечению

 35. Равномерное движение жидкости

 Живое сечение и средняя скорость не меняются по длине

  36. Неравномерное движение жидкости

Живое сечение и средняя скорость меняются по длине

Напорное движение

 Движение, в котором нет свободной поверхности

Безнапорное движение

 Движение жидкости со свободной поверхностью на всей длине потока

Гидравлические струи

Поток не ограниченный стенками русла

Линия тока

Направление касательной совпадающей с направлением скорости частицы жидкости

Элементарная струйка

 Поток жидкости, протекающей в трубке тока

Трубка тока

 Поверхность вдоль контура, внутри которой вдоль линии тока перемещаются частицы жидкости

Трубка Вентури

Устройство для измерения расхода жидкости

Трубка Пито

Прибор для измерения полного напора текущей жидкости или газа

Карбюратор

Устройство для приготовления горючей смеси топлива в ДВС путём подсоса и перемешивания его с воздухом

Свойства жидкостей

Текучесть, Сохранение объёма, Вязкость, Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение, Испарение и конденсация,кипение,смачивание, смешиваемость, диффузия, Перегрев и переохлаждение, вольны на поверхности, волны плотности, Сосуществование с другими фазами

Плотность

скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму

Сжимаемость

свойство вещества изменять свой объём под действием всестороннего равномерного внешнего давления^[1]. Сжимаемость характеризуется коэффициентом сжимаемости, который определяется формулой

{\displaystyle \beta =-{\frac {1}{V}}{\frac {dV}{dp}},} 5.Вя́зкость

(вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих (жидкостей и газов) и твёрдых (металлов, полупроводников, диэлектриков, ферромагнетиков)^[1] тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла.

химическая и механическая стойкость

Под химической стабильностью жидкости понимают устойчивость ее против «старения», происходящего в результате окисления кислородом воздуха.

Механическая деструкция жидкости наблюдается также при вибрационных воздействиях, которые проявляются в условиях эксплуатации.

7. Кавита́ция

(от лат. cavita — пустота) — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или пустот), которые могут содержать разреженный пар. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырёк схлопывается, излучая при этом ударную волну. В своей основе кавитация имеет тот же механизм действия, что и ударная волна в воздухе возникающая в момент преодоления твердым телом звукового барьера

Гидростатическое давление

давление столба воды над условным уровнем