Сұйық пен газдың тығыздығы. Меншікті салмақ

Температура 4⁰Cболғанда судың тығыздығы .

Біртекті сұйықтың меншікті салмағы деп сұйықтың салмағының көлеміне қатынасын айтады.

Егер

(1.2)

деп жазсақ (1.1) теңдеуін

(1.3)

түрінде жазуға болады.

Мұнан

,

(1.4)

(1.4)-ті (1.3)-ке қойсақ

,

(1.5)

меншікті салмақ. Температурасы 4⁰C судың меншікті салмағы .

Кейбір сұйықтықтар үшін тығыздық пен көлемдік салмақ мәндері 1.1. кестеде келтірілген.

Температураның өсіп өзгеруіне қарай, сұйықтың көлемінің өзгеруін көлемдік ұлғаю коэффициенті арқылы бейнелейді.

Температуралық ұлғаю деп температураның өзгеруі кезіндегі сұйықтықтың бастапқы көлемінің өзгеру қабілетін айтады. Ол температуралық ұлғаю коэффициентімен сипатталады:

,

(1.6)

мұндағы:

- температуралық ұлғаю коэффициенті;

-сұйықтықтың бастапқы көлемі;

Температура 20⁰C және қысым 0,1МПа болғандағы кейбір сұйықтықтар үшін коэффициентінің мәні 1.2. кестесінен алынады.

Сұйық көлемінің қысымның әсерінен өзгеруін көлемдік сығылу коэффициенті дейді.

Сығылғыштық–қысымның бір бірлікке өзгергендегі сұйықтықтың бастапқы пішінінің өзгеру қабілетін көрсететін шама. Ол

(1.7)

Мұндағы :

Көлемдік сығылу коэффициентінің бірлігі қысым бірлігіне кері болады. Көлемдік сығылу коэффициентіне кері. шамасы, сұйықтық серпімділігінің көлемдік модулі деп аталады. Ол:

Кесте 1.3.

Әр түрлі жылдамдықпен аққан сұйықтың екі қабатының арасында болатын үйкеліс кедергіні тұтқырлық деп атайдынемесе сұйықтың жанама кернеуге қарсы тұру қасиетінемесе сұйықтың ішкі үйкелісі деп атайды. Сұйықтағы ішкі үйкеліс күшінің барлығын тұңғыш рет анықтаған И.Ньютон. Оның 1687 жылы келтірген гипотезасы бойынша, ішкі үйкеліс күші сұйықтың екі қабатының жанасу бетінің ауданы мен салыстырмалы жылдамдықтарына тура пропорционал өседі деп жорамалдаған.

Ньютон заңы бойынша сұйықтағы үйкеліс күшінің аудан бірлігіне қатынасы төмендегі өрнек арқылы анықталады:

(1.9) немесе (1.10)

мұндағы: үйкеліс күші; сұйықтың қасиетін сипаттайтын тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті; екі қабаттың жанасу бетінің ауданы; вертикаль бойынша есептелген жылдамдықтың градиенті; сұйық қабаттарының жанама үйкеліс күшінің кернеуі.

Динамикалық тұтқырлық пуазбен (П) немесе паскаль-секундпен (Па*с) өлшенеді

Динамикалық тұтқырлықтың мәні сұйықтың түріне және температураға байланысты болады.

Практикалық есептерде, көбінесе, динамикалықтұтқырлықкоэффициентінің сұйықтың тығыздығының қатынасына тең, тұтқырлықтың кинематикалық коэффициенті қолданылады:

,

(1.11)

мұндағы тұтқырлықтың кинематикалық коэффициенті.

Кинематикалық тұтқырлық стокспен (ст) және квадрат метр бөлінген секундпен өлшенеді:

Судың 20⁰C болғандағы кинематикалық тұтқырлығы

Кейбір сұйықтықтар үшін_{ }мәні 1.4. кестесінде келтірілген.

Кесте 1.4.

Сұйықтық	t, °C
Тұщы су	20	0,0101
Глицерин	20	9,7
Сұйық мұнай	20	0,25
Қою мұнай	20	1,4
Бензин	15	0,0093
Керосин	20	0,025
Дизельдік отын	20	0,28
АМГ-10 майы	50	0,0975
ВМГЗ майы	50	0,106
МГ-30 майы	50	0,0016
Сынап	20	0,028
Еріген шойын	1200	0,0109

Практика жүзінде сұйықтардың тұтқырлығы вискозиметр арқылы анықталады да, Энглер градусы (⁰E) арқылы өрнектеледі де, шартты түрдегі тұтқырлық деп атайды. Энглер градусындағы шартты түрдегі тұтқырлықтан кинематикалық тұтқырлыққа ауысу үшін Убеллоденің эмпирикалық өрнегін пайдаланамыз:

Сұйықтың тұтқырлығы температураны көтерген сайын азаяды. Су үшін атмосфералық қысымда тұтқырлықтың кинематикалық коэффициенті Пуазейль формуласы бойынша табылады:

Жіңішке түтіктермен сұйықтың көтерілуі, немесе төмен түсуі, оның капилярлық қасиетіне байланысты. Сұйықтың капиллярлық түтіктерімен көтерілуі, түтік қабырғасына жұғатын сұйықтарға, ал төмен түсуі түтік қабырғасына жұқпайтын сұйықтарға тән.

Мысалы, шыныдан жасалған түтікке жұғатын су осы түтіктің бойымен жоғары көтеріледі де, бұл түтікке жұқпайтын сынап меншікті салмақ әсерінен төмен түседі. Сұйықтың капиллярлығы беттік керілу күшіне байланысты.

Гидродинамика процестерінің көбінде, беттік керілу күшін өте аз шама болғандықтан көп жағдайда қарастырмайды.

Беттік керілу күші (Лаплас өрнегі)

(1.15)

Бұл жерде ауамен жанасқан жердегі беттік керілу: су үшін ; . Кішкене тесіктерден аққан сұйықтық, фильтрациялық және еркін ағындағы тамшының пайда болу кезіндегі қысымды сұйықтық, жоғарыда көрсетілген өрнектер арқылы анықталады. Диаметрі өте кішкене түтіктер үшін (капиллярлар), керілу күшінің өрнегі: