ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидростатическое давление в точке покоящейся жидкости и форма поверхности уровня из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Сопротивление покоящейся жидкости растягивающим усилиям весьма велико, но проявляется только при всестороннем и равномерном растяжении, когда невозможно возникновение касательных напряжений например, ртуть в этих условиях может выдержать растяжение с интенсивностью 10 Па. В обычных условиях такое растяжение не реализуется, и жидкости практически не сопротивляются растягивающим усилиям. [c.17] Гидростатическое давление в точке, будучи сжимающим, действует нормально к поверхности и поэтому не зависит от ориентации последней в пространстве. В самом деле, силу, действующую под любым углом к поверхности, можно разложить на две составляющие, из которых одна направлена вдоль этой поверхности, а вторая — по нормали к ней. Первая составляющая однако, не реализуется, поскольку жидкость не сопротивляется растяжению, а вторая направлена внутрь объема жидкости, производя сжатие. [c.17] Величина а зависит от природы жидкости и падает с ростом температуры. Она сравнительно велика для ртути, металлических и солевых расплавов, воды, но мала для органических жидкостей и очень мала для сжиженных газов. [c.18] Коэффициент пропорциональности ц в выражении (1.1) зависит от природы данной жидкости и внешних условий (температуры, давления). Он называется коэффициентом внутреннего трения, или абсолютной вязкости (иногда коэффициентом молекулярной, динамической вязкости или просто вязкостью). Если выразить Р в И, площадь поверхности Р — в м , он — в м/с и п — в м, то, как видно из уравнения (1.1), величина ц будет выражена в Н с/м (Па-с). [c.19] В инженерных расчетах часто пользуются кинематиче-ской вязкостью V, выражающей отношение коэффициента абсолютной вязкости к плотности жидкости V = ц/р ы с. [c.19] Величина ц не поддается теоретическому расчету, а определяется опытным путем таблицы значений ц для множества жидкостей приведены в справочниках. [c.19] Соответственно очень малой сжимаемости жидкостей их вязкость значительно меньше зависит от давления, чем от температуры она возрастает в среднем на 1/300—1/500 при увеличении давления на 0,1 МПа. С некоторым приближением можно принять [Л = Цхб , причем — вязкость при нормальном давлении, а к — индивидуальная константа для каждой жидкости. Исключение представляет лишь вода, вязкость которой при 10 °С снижается в интервале 0,1 —100 МПа, обнаруживая, однако, рост с дальнейшим увеличением давления. [c.20] Вязкость водных растворов, как правило, превышает вязкость воды п растет с концентрацией растворенных веществ. Исключение представляют водные растворы некоторых солей (особенно хлоридов, бромидов, иодидов, нитратов калия, рубидия, аммония), которые в определенных областях концентраций оказываются менее вязкими, чем вода. [c.20] Вязкость реальных газов в отличие от идеальных зависит также от давления (особенно в области высоких давлений). Вязкость газовых смесей, как и жидкостных, не подчиняется правилу аддитивности она может быть приближенно рассчитана по эмпирическим формулам, приведенным в справочниках. [c.20] Величина Ху выражает предел напряжения, превышение которого приводит к вязкому течению угловой коэффициент р,р называется пластической вязкостью. Отмеченное поведение бингамовских жидкостей (к их числу относятся, например, густые шламы, буровые растворы, масляные краски и т. п.) объясняется их жесткой пространственной структурой. При Ту последняя разрушается и жидкость течет как ньютоновская с касательным напряжением —Ту. [c.21] Дилатантные жидкости подобно псевдопластическим не имеют предела текучести, но их кажущаяся вязкость растет с увеличением скорости сдвига (а 1). Примером жидкостей данного типа могут служить суспензии с большим содержанием твердой фазы. [c.21] Наконец, вязкоупругие жидкости проявляют одновременно вязкое течение и упругое восстановление формы (например, смолы, высоковязкие эмульсии и суспензии). [c.22] Зависимость вязкости неньютоновских жидкостей от давления выражается тем же уравнением, что и для ньютоновских жидкостей (для полиэтилена при 225 °С к = 12,7 для полистирола при той же температуре к = 22,5). [c.22] Уравнение (1.3), выражающее закон распределения давления внутри покоящейся жидкости, называется основным уравнением гидростатики. [c.24] Пусть жидкость заключена в неподвижном сосуде и подвержена действию одной лишь силы тяжести.- Для произвольной точки М (рис. 1-2, б) мы имеем в данном случае X = 0 У = 0 Z = —g, где g — ускорение свободного падения. [c.24] Заметим, что величина pgh выражает вес призматического столба жидкости высотой Ими с площадью основания 1 м . Следовательно, согласно уравнению (1.5) полное гидростатическое давление в какой-либо точке внутри покоящейся жидкости равно давлению на свободную поверхность плюс вес призматического столба жидкости с основанием 1 м и высотой, равной глубине погружения рассматриваемой точки под свободной поверхностью уровня. Очевидно, что для всех точек на глубине h величина pgh = onst, поэтому испытываемое ими давление изменяется соответственно внешнему давлению р закон Паскаля). [c.24] Известно, что свободная поверхность жидкости в неподвижном сосуде представляет собой горизонтальную плоскость. Это согласуется с уравнением (1.4), где в данном случае X = 0 У = 0 Z = —g поэтому Z dz = —g dz = О и г = onst. [c.24] Вернуться к основной статье