Лекции.Орг


Поиск:




Основные физические свойства газов




Гидродинамикой сжимаемой жидкости называется раздел механики жидкости, изучающий основные законы движения сжимаемых жидкостей при больших перепадах давления и больших скоростях, причем масштабом скорости является скорость звука в жидкости. При изучении движения следует учитывать изменение её состояния - давления, плотности, температуры, т.е. должны использоваться законы термодинамики.

Гидродинамику сжимаемой жидкости называют газодинамикой (рассматриваются газы) или аэрогидродинамикой, если рассматриваются игазы и жидкости.

Течение газов (сжимаемых жидкостей) рассматрива­ется с учетом ряда условий. Принимается, что газ ли­шен вязкости или влияние вязкости настолько мало, что им можно пренебречь. К массе газа не подводится теп­ло из окружающей среды и отсутствует обмен механиче­ской энергией. Поэтому процессы, сопутствующие тече­нию газа, являются адиабатическими. Кроме того, в жи­вых сечения потока распределение давления и скоростей течения принимается равномерным. Такая постановка задачи о течении газа называется одномерной.

Как было отмечено в начале курса, сжимаемость жидкости и газов характеризуется модулем упругос­ти Е.

Изменение объема жидкости при изменении давления на D p равно

При т.н. стандартных условиях - температура T = 373 + 15 = 288 ° K и давление p = 1,0332 кгс/см2 = 10332 кгс/м2 = 101325 н/м2 =760 мм рт. ст. модуль упругости воздуха равен - Eвозд = 1,45 кгс/см2, для воды Eвод = 21000 кгс/см2.  

Сжимаемость сплошной среды можно также характеризовать отношением приращения давления dp  к приращению ее плотности d r. Это отношение равно квадрату скорости распространения звука в среде a2:

или

Характерной особенностью изучения сжимаемых жидкостей является необходимость учитывать соотношение между давлением p, плотностью (объемным   весом) g = g r, удельным объемом  и температурой T °К (Кельвина). Это соотношение называется уравнением состояния.

Для идеального газа уравнение состояния (уравнение Менделеева –Клайперона):

   или  

 где: R = 29,27 м/°К - газовая постоянная;

     g = 9,81 м/c2 - ускорение силы тяжести.

 Для воды при давлении p £ 25000 кгс/см2   уравнение состояния выражается уравнением Тэта:

где B и n *   приближенно можно считать постоянными: B = 3045 кгс/см2, n * = 7,15.

Далее мы будем рассматривать быстропротекающие процессы, которые с большой точностью можно считать протекающими без обмена теплом, как с внешней средой так и между частями газа (жидкости) внутри, т.е. адиабатическими или изоэнтропическими (эти понятия совпадают для идеального газа), когда dS = 0.

Для газа уравнение состояния при изоэнтропических процессах

где    - отношение теплоемкостей при постоянном давлении (cp) и                    при постоянном объеме (cv).

Для воды уравнение изоэнтропы, вытекающее из приведённого выше уравнения состояния, имеет вид:

или 

С учетом приведенных уравнений изоэнтропы имеем:

 - для воздуха , или

 - для воды     или

Т.о. скорость звука равна:

- в воздухе                             

- в воде                               

При стандартных условиях: p = 1,0332.104 кгс/м2, плотность воздуха

r = g/ g = 1,23 кгс/м3: 9,81 м/с2 = 0,125 кгс.с24, k = 1,4,

Плотность воды r = 1000/9,81 = 102 кгс.с24, n* = 7,15, B = 3045 кгс/см2,

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 471 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

1454 - | 1304 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.