Основные понятия о жидкости и сжатом воздухе
Жидкости являются телами, которые имеют почти постоянный объем, но не имеют постоянной формы.
Жидкости разделяются на вязкие и невязкие. К вязким жидкостям относятся: глицерин, машинное масло, олифа и др. Невязкими и текучими жидкостями являются: вода, бензин, спирт и др. При нагревании жидкости расширяются в объеме: например, вода расширяется на 0,0006, глицерин на 0,0003, керосин на 0,001 своего первоначального объема при повышении температуры на Г. С увеличением давления жидкость незначительно сжимается, т. е. уменьшается в объеме. При давлении в 1 атмосферу вода сжимается на 0,00005 своего первоначального объема. Величина эта так незначительна, что практически можно считать жидкости несжимаемыми.
Сжатый воздух, которым пользуются в качестве механической движущей силы для приведения в действие машин, вырабатывается из атмосферного воздуха.
Как все газы, так и атмосферный воздух обладает способностью сжиматься.
Сжатие атмосферного воздуха производится особыми машинами, называемыми компрессорами.
Существуют компрессоры поршневые и турбинные, резко отличающиеся по своему устройству и принципу работы. Поршневые компрессоры строят одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми.
Одноступенчатыми они называются потому, что воздух сжимается в них до рабочего давления в 6—7 ат за один прием — одну ступень. В двухступенчатых компрессорах воздух до рабочего давления сжимается в два приема — две ступени. Процесс сжатия воздуха в двухступенчатом компрессоре производится сначала в первом цилиндре до 4 от, а потом через промежуточный охладитель переходит во второй, в котором он подвергается вторичному сжатию до 7 ат.
При потреблении сжатого воздуха, превышающего давление 6—7 ат, применяют многоступенчатые компрессоры. Давление в них может быть доведено до 150 ат.
Для получения сжатого воздуха высокого давления применяются турбинные компрессоры. Турбинные компрессоры имеют ряд преимуществ перед поршневыми компрессорами, они конструктивно более совершенны, надежны в действии и более компактны. Но турбинные компрессоры более дорогие как по стоимости, так и по эксплуатационным расходам, поэтому они применяются обычно при большом потреблении сжатого воздуха.
Атмосферный воздух в компрессорах подвергается сжатию. Степень сжатия зависит исключительно от количества затраченной для этого энергии. Чем больше будет затрачено энергии, тем сильнее будет сжат атмосферный воздух.
При сжатии воздух уменьшается в объеме и занимает меньше места: объем сжатого воздуха много меньше объема атмосферного воздуха. Сжатый до определенного давления воздух обладает большой упругостью. Эта упругость сжатого воздуха есть не что иное, как запасенная частицами воздуха энергия давления. Чем больше будет сжат воздух, тем больше, в силу своей упругости, он будет стремиться к расширению.
Степень — сжатие — жидкость
Cтраница 1
Степень сжатия жидкости или газа определяет величину тех сил, с которыми отдельные части жидкости или газа действуют друг на друга или иа соприкасающиеся с ними тела. Силы, с которыми действуют друг на друга отдельные части жидкости или газа, в известном смысле подобны тем упругим силам, с которыми действуют друг на друга отдельные части деформированного твердого тела. Если мы разделим какой-либо объем жидкости или газа на две части, то со стороны одной части на другую будут действовать силы, зависящие от степени сжатия жидкости или газа. Однако, в жидкости и газе при сдвиге не возникает сил и все силы обусловлены только деформациями сжатия.
Степень сжатия жидкости или газа определяет величину тех сил, с которыми отдельные части жидкости или газа действуют друг на друга или на соприкасающиеся с ними тела. Силы, с которыми действуют друг на друга отдельные части жидкости или газа, подобны тем упругим силам, с которыми действуют друг на друга отдельные части деформированного твердого тела. Если мы разделим какой-либо объем сжатой жидкости или газа на две части, то со стороны одной части на другую будут действовать силы, зависящие от степени сжатия жидкости или газа. Поэтому сила, действующая со стороны одного элемента на другой, всегда нормальна к площадке, на которую эта сила действует. [2]
Осциллограмма силы тока /, частоты вращения ге и напора Н насоса при пуске на закрытую задвижку. а — при открытой задвижке. б — при закрытой задвижке.
[3] |
Пуск насоса при заполненном водоводе ( при открытой задвижке) характеризует степень сжатия жидкости и растяжение стенок трубопровода ( зависит от упругих деформаций материала), которые определяют подачу и напор насоса. Изменение подачи и напора в этом случае незначительны и насос работает практически так же, как при закрытой задвижке. Вопрос возможности пуска насосов при открытой задвижке долгое время оставался спорным, хотя в практике этот способ применяли давно. [4]
| Номограмма для определения продолжительности действия гидропневматического аккумулятора. [5] |
Пуск насоса при заполненном водоводе ( при открытой задвижке) характеризует степень сжатия жидкости и растяжение стенок трубопровода ( зависит от упругих деформаций материала), которые определяют подачу и напор насоса. Изменение подачи и напора в этом случае незначительны, и насос работает практически так же, как при закрытой задвижке.
Вопрос возможности пуска насосов при открытой задвижке долгое время оставался спорным, хотя в практике этот способ применяли давно.
[6]
Рассматривая жидкость как несжимаемую, мы вместе с тем не пренебрегаем изменениями давления, которые именно и обусловлены изменением степени сжатия жидкости. Подобно мы поступаем, когда рассматриваем абсолютно твердые тела. Например, именно за счет деформации такого тела у опоры и возникает упругая сила — его вес. [7]
Мы видим, что сила s обусловлена не величиной давления Р, а его пространственными изменениями — Величина Р также существенна. Она определяет степень сжатия жидкости в рассматриваемой точке пространства. [8]
Измерение давления в движущейся, жидкости, например давления воды, текущей в трубе, или давления воздуха при ветре, сопряжено с большими затруднениями. Конечно, и в этом случае давление определяется степенью сжатия жидкости. Но манометр, погруженный в поток, является препятствием, которое может заметным образом изменить течение.
Измерение давления в движущейся жидкости, например давления воды, текущей в трубе, или давления воздуха при ветре, сопряжено с большими затруднениями. Конечно, и в этом случае давление определяется степенью сжатия жидкости. Но манометр, погруженный в поток, является препятствием, которое может заметным образом изменить течение. [10]
Измерение давления в движущейся жидкости, например давления воды, текущей в трубе, или давления воздуха при ветре, сопряжено с большими затруднениями. Конечно, и в этом случае давление определяется степенью сжатия жидкости. Но манометп, погт7женный в поток, является ппе-пятствием, которое может заметным образом изменить течение. [11]
Измерение давления в движущейся жидкости, например давления воды, текущей в трубе, или давления воздуха при ветре, сопряжено с большими затруднениями. Конечно, и в этом случае давление определяется
Но манометр, погруженный в поток, является препятствием, которое может заметным образом изменить течение.
[12]
Наряду с касательными могут существовать и нормальные или объемные силы внутреннего трения. От обычных сил давления Р эти силы отличаются тем, что они также определяются не степенью сжатия жидкости, а скоростью изменения сжатия во времени. В предельном случае, когда скорость изменения деформаций в жидкости стремится к нулю, в ней исчезают все силы внутреннего трения, как сдвиговые, так и обусловленные сжатием. Жидкость, в которой при лю — бых движениях не возникают силы внутреннего трения ( как касательные, так и нормальные), называется идеальной. Иными словами, идеальной называют жидкость, в которой могут существовать только силы нормального давления Р, однозначно определяемого степенью сжатия и температурой жидкости. Такие силы могут-быть вычислены с помощью уравнения состояния жидкости (89.4) не только тогда, когда жидкость покоится, но и тогда, когда она движется произвольным образом.
Таким образом, объемная плотность s результирующей сил давления, действующих на элементы объема жидкости, равна градиенту Р, взятому с противоположным знаком. Мы видим, что сила s обусловлена не значением давления Р, а его пространственными изменениями. Она определяет степень сжатия жидкости в рассматриваемой точке пространства. [14]
Так же и манометр перемещающийся вместе с жидкостью, не будет изменять движения, окружающих его слоев жидкости и покажет давление, которое было в потоке до его погружения. В этом случае жидкость неподвижна по отношению к манометру и измерение давления происходит так же, как и в гидростатике. На манометр, движущийся вместе с жидкостью, действует со стороны жидкости давление, которое соответствует
[15]
Страницы: 1 2
Сжимаемость воды | Геологическая служба США
Школа водных наук 6 июня 2018 г.
Сжимаемость воды
Свойства воды Вопросы и ответы
Свойства воды Фотогалерея
Узнайте о свойствах воды с помощью изображений
Дом школы водных наук
- Обзор
- Наука
- Мультимедиа
- Публикации
Вода практически несжимаема, особенно при нормальных условиях. Тем не менее, в промышленности вода может быть чрезвычайно сжата и использована для таких вещей, как резка металла.
• Школа наук о воде ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА • Темы свойств воды •
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения.
Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Авторы и права: Джо Мэйбл
Трудно «дожать» воду
Вода практически несжимаема, особенно при нормальных условиях. Если вы наполните пакет для сэндвичей водой и поместите в него соломинку, когда вы сожмете пакет, вода не будет сжиматься, а вытолкнет соломинку. Если бы вода сжалась, она бы не «вытолкнулась» из соломинки. Несжимаемость — обычное свойство жидкостей, но особенно несжимаема вода.
Отсутствие сжимаемости воды помогает выталкивать воду из водяных шлангов (удобно для тушения пожаров), водяных пистолетов (удобно, чтобы беспокоить папу) и в художественных фонтанах (удобно для отдыха). В этих случаях к сосуду, полному воды, прикладывается некоторое давление, и вместо того, чтобы сжиматься, вода выбрасывается из отверстия, такого как конец шланга или конец небольшой трубы, как в этом фонтане.
Если бы вода была сильно сжимаемой, было бы труднее создать давление, достаточное для того, чтобы вода выбрасывалась из ближайшего отверстия
Дети хорошо используют несжимаемость воды, когда играют в игру с бросанием водяных шариков. Если вы слишком сильно сожмете воздушный шар, оболочка воздушного шара порвется до того, как вода внутри сожмется — он лопнет перед вашим лицом задолго до того, как вода сожмется даже в бесконечно малой степени.
Эксперимент со сжимаемостью воды
Когда мне было 7 лет, несжимаемость воды доставила мне большие неприятности. Я анализировал сжимаемость воды на пропитать губку водой, размять ее и посмотреть, сколько воды вытекло. Чтобы проверить, сжимается ли вода, я добавил в воду немного красного пищевого красителя, впитал ее и сел на новый белый ковер моих родителей, чтобы доказать свою теорему. Я думал, что раз вода попала в губку, я могу сжать губку, и вода сожмется. Моя теорема была (мучительно) опровергнута, так как вода выплескивалась, а не сжималась.
Ну, я был ребенком, откуда мне было знать, что сжимаемость воды при комнатной температуре составляет всего около 0,000053 при увеличении давления примерно на 14,7 фунта на квадратный дюйм?
Давление и температура могут влиять на сжимаемость
Но стоит сильно сжать, и вода сожмется — уменьшится в размерах и станет более плотной … но не очень сильно. Представьте воду глубиной в милю в океане . На такой глубине вес воды наверху, толкающей вниз, примерно в 150 раз превышает нормальное атмосферное давление ( Источник: Университет Иллинойса в Урбане-Шампейне, спросите у фургона ). Даже при таком большом давлении вода сжимается менее чем на один процент.
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Станок для гидроабразивной резки с компьютерным управлением, использующий воду под высоким давлением для создания декоративного рисунка на металле.
Авторы и права: Steve Brown Photography
Тем не менее, в промышленности вода может быть чрезвычайно сжата и использоваться для таких вещей, как резка металла (особенно если в воду добавлен абразивный материал и вода горячая). Вода, выталкиваемая с огромной скоростью через крошечное отверстие, используется в промышленности для разрезания всего, от металла до керамики, пластика и даже продуктов питания. Это предпочтительный метод, когда разрезаемые материалы чувствительны к высоким температурам, создаваемым другими методами. Он нашел применение в различных отраслях промышленности, от горнодобывающей до аэрокосмической, где он используется для таких операций, как резка, формовка, резьба и развертывание. Конечно, чтобы прорезать камень, поток воды должен двигаться очень быстро и создавать огромное давление. Насос используется для нагнетания воды в емкости при значениях давления до
фунтов на квадратный дюйм (psi), а затем выстрелить из сопла на скорости до 600 миль в час. (
Источник: НАСА ).
Ниже приведены другие научные темы, связанные со сжимаемостью воды.
Ниже представлены мультимедийные элементы, связанные со сжимаемостью воды.
Ниже приведены публикации, связанные со сжимаемостью воды.
- Обзор
Вода практически несжимаема, особенно при нормальных условиях. Тем не менее, в промышленности вода может быть чрезвычайно сжата и использована для таких вещей, как резка металла.
• Школа наук о воде ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА • Темы, посвященные свойствам воды •
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Будучи несжимаемой, вода является удобным и полезным инструментом для работы (и развлечения). Несжимаемость воды позволяет работать пожарным шлангам, заставляет работать инструменты с гидравлическим приводом, а детям весело бегать под фонтаном, который выбрасывает воду (под давлением).Авторы и права: Джо Мэйбл
Трудно «дожать» воду
Вода практически несжимаема, особенно при нормальных условиях.
Если вы наполните пакет для сэндвичей водой и поместите в него соломинку, когда вы сожмете пакет, вода не будет сжиматься, а вытолкнет соломинку. Если бы вода сжалась, она бы не «вытолкнулась» из соломинки. Несжимаемость — обычное свойство жидкостей, но особенно несжимаема вода.Отсутствие сжимаемости воды помогает выталкивать воду из водяных шлангов (удобно для тушения пожаров), водяных пистолетов (удобно, чтобы беспокоить папу) и в художественных фонтанах (удобно для отдыха). В этих случаях к сосуду, полному воды, прикладывается некоторое давление, и вместо того, чтобы сжиматься, вода выбрасывается из отверстия, такого как конец шланга или конец небольшой трубы, как в этом фонтане. Если бы вода была сильно сжимаемой, было бы труднее создать давление, достаточное для того, чтобы вода выбрасывалась из ближайшего отверстия
Дети хорошо используют несжимаемость воды, когда играют в игру с бросанием водяных шариков. Если вы слишком сильно сожмете воздушный шар, оболочка воздушного шара порвется до того, как вода внутри сожмется — он лопнет перед вашим лицом задолго до того, как вода сожмется даже в бесконечно малой степени.
Эксперимент со сжимаемостью воды
Когда мне было 7 лет, несжимаемость воды доставила мне большие неприятности. Я анализировал сжимаемость воды на пропитать губку водой, размять ее и посмотреть, сколько воды вытекло. Чтобы проверить, сжимается ли вода, я добавил в воду немного красного пищевого красителя, впитал ее и сел на новый белый ковер моих родителей, чтобы доказать свою теорему. Я думал, что раз вода попала в губку, я могу сжать губку, и вода сожмется. Моя теорема была (мучительно) опровергнута, так как вода выплескивалась, а не сжималась. Ну, я был ребенком, откуда мне было знать, что сжимаемость воды при комнатной температуре составляет всего около 0,000053 при увеличении давления примерно на 14,7 фунта на квадратный дюйм?
Давление и температура могут влиять на сжимаемость
Но стоит сильно сжать, и вода сожмется — уменьшится в размерах и станет более плотной … но не очень сильно.
Представьте воду глубиной в милю в океане . На такой глубине вес воды наверху, толкающей вниз, примерно в 150 раз превышает нормальное атмосферное давление ( Источник: Университет Иллинойса в Урбане-Шампейне, спросите у фургона ). Даже при таком большом давлении вода сжимается менее чем на один процент.Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Станок для гидроабразивной резки с компьютерным управлением, использующий воду под высоким давлением для создания декоративного рисунка на металле.Авторы и права: Steve Brown Photography
Тем не менее, в промышленности вода может быть чрезвычайно сжата и использоваться для таких вещей, как резка металла (особенно если в воду добавлен абразивный материал и вода горячая). Вода, выталкиваемая с огромной скоростью через крошечное отверстие, используется в промышленности для разрезания всего, от металла до керамики, пластика и даже продуктов питания.
Это предпочтительный метод, когда разрезаемые материалы чувствительны к высоким температурам, создаваемым другими методами. Он нашел применение в различных отраслях промышленности, от горнодобывающей до аэрокосмической, где он используется для таких операций, как резка, формовка, резьба и развертывание. Конечно, чтобы прорезать камень, поток воды должен двигаться очень быстро и создавать огромное давление. Насос используется для нагнетания воды в емкости при значениях давления дофунтов на квадратный дюйм (psi), а затем выстрелить из сопла на скорости до 600 миль в час. (
Источник: НАСА ). - Наука
Ниже приведены другие научные темы, связанные со сжимаемостью воды.
- Мультимедиа
Ниже представлены мультимедийные элементы, связанные со сжимаемостью воды.
- Публикации
Ниже приведены публикации, связанные со сжимаемостью воды.
Если вы наполните пакет для сэндвичей водой и поместите в него соломинку, когда вы сожмете пакет, вода не будет сжиматься, а вытолкнет соломинку. Если бы вода сжалась, она бы не «вытолкнулась» из соломинки. Несжимаемость — обычное свойство жидкостей, но особенно несжимаема вода.
Представьте воду глубиной в милю в океане . На такой глубине вес воды наверху, толкающей вниз, примерно в 150 раз превышает нормальное атмосферное давление ( Источник: Университет Иллинойса в Урбане-Шампейне, спросите у фургона ). Даже при таком большом давлении вода сжимается менее чем на один процент.
Это предпочтительный метод, когда разрезаемые материалы чувствительны к высоким температурам, создаваемым другими методами. Он нашел применение в различных отраслях промышленности, от горнодобывающей до аэрокосмической, где он используется для таких операций, как резка, формовка, резьба и развертывание. Конечно, чтобы прорезать камень, поток воды должен двигаться очень быстро и создавать огромное давление. Насос используется для нагнетания воды в емкости при значениях давления доСжатый воздух – содержание воды
Максимальное содержание воды в воздухе в условиях насыщения уменьшается с давлением и увеличивается с температурой, как показано на диаграммах ниже.
Давление в барах (манометрическое)
Для полной таблицы с весом трубы и воды — поверните экран!
| Масса воды в воздухе (кг ч3О /м 3 свободный насыщенный воздух) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperature ( o C) | Pressure (bar gauge) | |||||||
| 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | |
| 0 | 0.0045 | 0.0015 | 0.00091 | 0.00065 | 0.00051 | 0.00041 | 0.00035 | 0.00030 |
| 20 | 0.018 | 0.0058 | 0.0035 | 0.0025 | 0.0019 | 0.0016 | 0.0013 | 0.0012 |
| 40 | 0. 059 | 0.019 | 0.011 | 0.0079 | 0.0062 | 0.0050 | 0.0043 | 0.0037 |
| 60 | 0.18 | 0.053 | 0.031 | 0.022 | 0.017 | 0.014 | 0.012 | 0.010 |
| 80 | 0.65 | 0.14 | 0.078 | 0.054 | 0.041 | 0.034 | 0.028 | 0.024 |
| 100 | 0.38 | 0.19 | 0,13 | 0,094 | 0,076 | 0,063 | 0,054 | |
| 120 | 0,49 908 9070207 0,29 | 0,21 | 0,16 | 0,13 | 0,11 | |||
- 1 (кг/м 3 ) = 0,0624 (L. ).
Пример – вода, извлеченная из воздушного компрессора
Свободный воздух поступает в компрессор при атмосферных условиях 20 o C и 70% соотношение влажности.
