Cecair dengan pekali pengembangan yang tinggi. Pekali pengembangan terma
Kekuatan tegangan cecair tidak diambil kira semasa menyelesaikan masalah praktikal. Pengembangan suhu cecair yang jatuh dicirikan oleh pekali pengembangan haba β t, menyatakan peningkatan relatif dalam isipadu cecair dengan peningkatan suhu sebanyak 1 darjah, iaitu:
di mana W - isipadu awal cecair; Δ W - perubahan dalam isipadu ini dengan peningkatan suhu dengan amaun ΔT . Pekali pengembangan haba cecair yang jatuh, seperti yang boleh dilihat dari Jadual. 5 adalah tidak penting.
Jadual 5
| Pekali pengembangan terma air |
|||||
| Tekanan Pa∙10 4 | Pada suhu, °С |
||||
Nilai pekali dalam (10) didapati daripada jadual dalam julat suhu tertentu (lihat, sebagai contoh, Jadual 5). Keupayaan cecair untuk menukar ketumpatan (graviti tentu) dengan perubahan suhu digunakan secara meluas untuk mencipta peredaran semula jadi dalam dandang, sistem pemanasan, untuk mengeluarkan produk pembakaran, dsb. Jadual B. 6 menunjukkan ketumpatan air pada suhu yang berbeza.
Jadual 6
| Kebergantungan ketumpatan ρ, ν kinematik dan kelikatan μ dinamik air pada suhu |
|||
| Suhu, °С | ν∙10 4 , m 2 /s | μ∙10 3 , Pa∙s |
|
(11)
di mana R - tekanan mutlak; R - pemalar gas tertentu, berbeza untuk gas yang berbeza, tetapi bebas daripada suhu dan tekanan [untuk udara R=287 J/(kg∙K)] ; T ialah suhu mutlak. Kelakuan gas sebenar di bawah keadaan jauh daripada pencairan hanya berbeza sedikit daripada kelakuan gas sempurna, dan bagi mereka persamaan keadaan gas sempurna boleh digunakan dalam julat yang luas. Dalam pengiraan kejuruteraan, ketumpatan gas biasanya menghasilkan biasa keadaan fizikal (t=0°; p=101 325 Pa) atau kepada standard keadaan (t=20° С; р= 101325 Pa). Ketumpatan udara pada R=287 J/(kg∙K) di bawah keadaan piawai mengikut formula (11) akan sama dengan ρ 0 =101325/287/(273+20)=1.2 kg/m 3 . Ketumpatan udara di bawah keadaan lain ditentukan oleh formula:
(12)
Pada rajah. 1 menunjukkan graf pergantungan ketumpatan udara pada suhu yang ditentukan oleh formula ini pada tekanan yang berbeza.
nasi. 1 Kebergantungan ketumpatan udara pada tekanan dan suhu barometrik
Untuk proses isoterma (T=const) daripada formula (12) kita ada:
(13)
(14)
di mana k=s p/s ν ialah pemalar adiabatik bagi gas; c p ialah kapasiti haba gas pada tekanan malar; Dengan ν - sama, pada isipadu tetap. Kebolehmampatan gas bergantung pada sifat proses perubahan keadaan. Untuk proses isoterma:
(15)
Untuk proses adiabatik:
Ia berikutan daripada ungkapan (15) bahawa kebolehmampatan isoterma untuk udara atmosfera ialah ~9.8∙10 4 Pa (kira-kira 1 atm), iaitu kira-kira 20 ribu kali lebih tinggi daripada kebolehmampatan air. Oleh kerana isipadu gas sebahagian besarnya bergantung pada suhu dan tekanan, kesimpulan yang diperolehi daripada kajian mengenai cecair yang jatuh boleh dilanjutkan kepada gas hanya jika, dalam had fenomena yang sedang dipertimbangkan, perubahan tekanan dan suhu adalah tidak ketara. Perbezaan tekanan yang ketara, yang menyebabkan perubahan ketara dalam ketumpatan gas, boleh berlaku apabila ia bergerak pada kelajuan tinggi. Nisbah antara halaju bendalir dan kelajuan bunyi di dalamnya memungkinkan untuk menilai keperluan untuk mengambil kira kebolehmampatan dalam setiap kes tertentu. Dalam amalan, gas boleh diambil tidak boleh mampat pada kelajuan tidak melebihi 100 m/s. Kelikatan cecair. Kelikatan ialah sifat cecair untuk menahan ricih. Semua cecair sebenar mempunyai kelikatan tertentu, yang menunjukkan dirinya dalam bentuk geseran dalaman semasa pergerakan relatif zarah bendalir bersebelahan. Bersama-sama dengan cecair mudah alih (contohnya, air, udara), terdapat cecair yang sangat likat, rintangan ricih yang sangat ketara (gliserin, minyak berat, dll.). Oleh itu, kelikatan mencirikan tahap kecairan cecair atau mobiliti zarahnya. Biarkan bendalir mengalir sepanjang dinding rata dalam lapisan selari dengannya (Rajah 2), seperti yang diperhatikan dalam gerakan lamina. Disebabkan oleh kesan nyahpecutan dinding, lapisan bendalir akan bergerak pada halaju yang berbeza, yang nilainya meningkat dengan jarak dari dinding.
nasi. 2 Taburan halaju untuk aliran bendalir di sepanjang dinding pepejal
Pertimbangkan dua lapisan bendalir bergerak pada satu jarak Δy daripada satu sama lain. Lapisan A bergerak dengan laju u , lapisan AT - dengan laju u + Δu . Disebabkan oleh perbezaan halaju per unit masa, lapisan AT beralih relatif kepada lapisan A oleh Δ u . Nilai Δ u ialah anjakan mutlak lapisan A di sepanjang lapisan B, dan Δ u /Δ y ialah kecerunan halaju (anjakan relatif). Tegasan tangen yang muncul semasa pergerakan ini (daya geseran per unit luas) akan dilambangkan dengan . Kemudian, sama seperti fenomena ricih dalam pepejal, kita memperoleh hubungan berikut antara tegasan dan terikan:
(17)
Atau, jika lapisan itu sangat dekat antara satu sama lain,
(18)
Nilai µ , serupa dengan pekali ricih dalam pepejal dan mencirikan rintangan cecair kepada ricih, dipanggil dinamik atau mutlak kelikatan. Kewujudan hubungan (18) pertama kali ditunjukkan oleh Newton, dan oleh itu ia dipanggil hukum geseran Newton. Dalam sistem unit antarabangsa, kelikatan dinamik dinyatakan dalam H s / m 2 atau Pa s. Dalam sistem teknikal unit, kelikatan dinamik mempunyai dimensi kgf∙s∙m -2 . Dalam sistem CGS, ketenangan (P) diambil sebagai unit kelikatan dinamik dalam ingatan doktor Perancis Poiseuille, yang mengkaji undang-undang pergerakan darah di dalam saluran tubuh manusia, bersamaan dengan 1 g∙cm -1 ∙ s -1; 1 Pa s \u003d 0.102 kgf s / m 2 \u003d 10 P. Kelikatan cecair sangat bergantung pada suhu; dalam kes ini, kelikatan cecair yang jatuh berkurangan dengan peningkatan suhu, dan kelikatan gas meningkat. Ini dijelaskan oleh hakikat bahawa sifat kelikatan cecair dan gas yang jatuh adalah berbeza. Dalam gas, kelajuan purata (intensiti) pergerakan terma molekul meningkat dengan peningkatan suhu, oleh itu, kelikatan meningkat. Dalam menjatuhkan cecair, molekul tidak boleh bergerak, seperti dalam gas, dalam semua arah, mereka hanya boleh berayun di sekitar kedudukan purata mereka. Dengan peningkatan suhu, halaju purata pergerakan getaran molekul meningkat, yang menyebabkan ikatan yang memegangnya lebih mudah diatasi, dan cecair memperoleh mobiliti yang lebih besar (kelikatannya berkurangan). Jadi, untuk air tawar tulen, pergantungan kelikatan dinamik pada suhu ditentukan oleh formula Poiseuille:
(19)
di mana µ - kelikatan mutlak (dinamik) cecair dalam P; t - suhu dalam ° C. Dengan peningkatan suhu dari 0 hingga 100 ° C, kelikatan air berkurangan hampir 7 kali (lihat Jadual 6). Pada suhu 20°C, kelikatan dinamik air ialah 0.001 Pa∙s=0.01 P. Air tergolong dalam cecair paling sedikit likat. Hanya beberapa cecair yang boleh digunakan secara praktikal (contohnya eter dan alkohol) mempunyai kelikatan yang agak rendah daripada air. Karbon dioksida cecair mempunyai kelikatan paling rendah (50 kali ganda kurang daripada kelikatan air). Semua minyak cecair mempunyai kelikatan yang jauh lebih tinggi daripada air (minyak kastor pada 20°C mempunyai kelikatan 1000 kali lebih besar daripada air pada suhu yang sama). B jadual. 1.7 menunjukkan nilai kelikatan sesetengah cecair.
Jadual 7
| Kelikatan kinematik dan dinamik cecair yang jatuh (pada t=20° C) |
||
| Cecair | ν∙10 4 , m 2 /s |
|
| Air tawar | ||
| Gliserin Kontang | ||
| Minyak tanah (pada 15°C) | ||
| Petrol (pada 15°C) | ||
| minyak kastor | ||
| Minyak mineral | ||
| Minyak pada 15°C | ||
| Etil alkohol kontang | ||
Apa yang diberikan pada t \u003d 15 ° С \u003d 1.82 ∙ 10 -6 kgf s / m 2 (~ 1.82 ∙ 10 -5 Pa s). Kelikatan dinamik gas lain adalah kira-kira susunan magnitud yang sama. Seiring dengan konsep kelikatan mutlak atau dinamik, konsep kelikatan kinematik; yang merupakan nisbah kelikatan mutlak kepada ketumpatan cecair:
(21)
Kelikatan ini dipanggil kinematik, kerana tiada unit daya dalam dimensinya. Malah, dengan menggantikan dimensi µ dan ρ , kita mendapatkan [ v]=[L 2 /T]. Dalam sistem unit antarabangsa, kelikatan kinematik diukur dalam m 2 / s; unit untuk mengukur kelikatan kinematik dalam sistem CGS ialah stokes (sebagai penghormatan kepada ahli fizik Inggeris Stokes): 1 St = 1 cm 2 / s = 10 -4 m 2 / s. Bahagian keseratus Stokes dipanggil centistokes (cSt): 1 m 2 / s \u003d 1 ∙ 10 4 St \u003d 1 ∙ 10 6 cCt. Dalam jadual. Rajah 7 menunjukkan nilai berangka bagi kelikatan kinematik cecair yang jatuh; 3 - pergantungan kelikatan kinematik air dan minyak industri pada suhu. Untuk pengiraan awal, nilai kelikatan kinematik air v boleh diambil sama dengan 0.01 cm 2 / s = 1.10 -6 m 2 / s, yang sepadan dengan suhu 20 ° C.
nasi. 3 Kebergantungan kelikatan kinematik air dan minyak pada suhu
Kelikatan kinematik untuk menjatuhkan cecair pada tekanan yang ditemui dalam kebanyakan kes dalam amalan (sehingga 200 atm) bergantung sangat sedikit pada tekanan, dan perubahan ini diabaikan dalam pengiraan hidraulik konvensional. Kelikatan kinematik gas bergantung kepada kedua-dua suhu dan tekanan, meningkat dengan peningkatan suhu dan menurun dengan peningkatan tekanan (Jadual 8). Kelikatan kinematik udara untuk keadaan biasa (suhu 20 ° C, tekanan ~ 1at) v= µ/ ρ \u003d 1.57 ∙ 10 -5 m 2 / s, i.e. kira-kira 15 kali lebih banyak daripada air pada suhu yang sama. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa penyebut ungkapan untuk kelikatan kinematik (21) termasuk ketumpatan, yang jauh lebih rendah untuk gas daripada cecair yang jatuh. Untuk mengira kelikatan kinematik udara pada suhu dan tekanan yang berbeza, anda boleh menggunakan graf (Rajah 4).
Jadual 1.8
| Nilai ν kinematik dan pemalar gas tentu K untuk sesetengah gas |
|||||
| ν∙10 4 , m 2 /s pada suhu dalam °С | R, J/(kg∙K) |
||||
| Undang-undang Persekutuan Persekutuan Rusia: "Mengenai Pendidikan" (bertarikh 10 Julai 1992 No. 3266-1) dan "Mengenai Pendidikan Profesional Tinggi dan Lepasan Ijazah" (bertarikh 22 Ogos 1996 No. 125-FZ); Program pendidikan utama pendidikan profesional tinggi Arah latihan 270800 Pembinaan (1)Program pendidikan utama1.1. Tujuan (misi) BEP adalah untuk menyediakan profesional berdaya saing yang bersedia untuk bekerja dalam bidang yang berkaitan dengan penyediaan pembinaan, serta berkemampuan untuk meningkatkan kendiri profesional dan pembangunan kreatif. | |||||
15.07.2012
Sifat fizikal minyak hidraulik dan kesannya terhadap prestasi
1. Kelikatan, ciri-ciri suhu kelikatan
Kelikatan adalah kriteria terpenting untuk menilai kapasiti tampung minyak hidraulik. Kelikatan dibezakan oleh penunjuk dinamik dan kinematik.
Minyak pelincir industri dan minyak hidraulik dikelaskan mengikut ISO gred kelikatan berdasarkan kelikatan kinematiknya, yang seterusnya digambarkan sebagai nisbah kelikatan dinamik kepada ketumpatan. Suhu rujukan ialah 40 °C. Unit ukuran rasmi ( St) untuk kelikatan kinematik ialah m 2 / s, dan dalam industri penapisan minyak, unit untuk kelikatan kinematik ialah cSt(centistokes) atau mm 2 /s. Klasifikasi kelikatan ISO, DIN 51519 untuk pelincir industri cecair menerangkan 18 gred (kelas) kelikatan dari 2 hingga 1500 mm 2 / s pada suhu 40 ° C. Setiap gred ditentukan oleh kelikatan purata pada 40 ° C dan dengan toleransi ± 10% daripada nilai ini. Kebergantungan kelikatan-suhu adalah sangat penting untuk minyak hidraulik. Kelikatan meningkat secara mendadak dengan penurunan suhu dan berkurangan dengan peningkatan suhu. Dari segi praktikal, kelikatan cecair ambang (kelikatan permulaan yang dibenarkan, lebih kurang 800 - 2000 mm 2 / s) adalah perlu untuk digunakan dalam pelbagai jenis pam. Kelikatan minimum yang dibenarkan pada suhu tinggi ditentukan oleh permulaan fasa geseran sempadan. Kelikatan minimum tidak boleh lebih rendah daripada 7-10 mm 2/s untuk mengelakkan kehausan pam dan motor yang tidak boleh diterima. Lengkung pada graf suhu kelikatan menggambarkan pergantungan kelikatan cecair hidraulik pada suhu. Dalam keadaan talian V-T- lengkung adalah hiperbolik. Dengan transformasi matematik, ini V - T- lengkung boleh diwakili sebagai garis lurus. Garisan ini membolehkan penentuan tepat kelikatan pada julat suhu yang luas. Indeks kelikatan (VI) adalah kriteria V - T- tanggungan, dan V-T- lengkung - kecerunan pada carta. Semakin tinggi VI bendalir hidraulik, semakin kecil perubahan kelikatan dengan suhu, iaitu, semakin banyak V - T- lengkung. Minyak hidraulik berasaskan minyak mineral biasanya mempunyai IV semulajadi 95-100. Minyak hidraulik sintetik berasaskan ester mempunyai VI had 140-180, dan poliglikol mempunyai IV semula jadi 180-200 (Rajah 1)
Indeks kelikatan juga boleh dipertingkatkan dengan bahan tambahan (tambahan polimer yang mesti tahan ricih) dipanggil penambahbaik VI atau aditif kelikatan. Minyak hidraulik VI tinggi menyediakan permulaan yang mudah, mengurangkan kehilangan prestasi pada suhu ambien yang rendah, dan meningkatkan perlindungan pengedap dan haus pada suhu operasi yang tinggi. Minyak indeks tinggi meningkatkan kecekapan sistem dan memanjangkan hayat komponen yang tertakluk kepada haus (lebih tinggi kelikatan pada suhu operasi, lebih baik nisbah volum).
2. Pergantungan tekanan kelikatan
Keupayaan galas filem pelincir ditentukan oleh pergantungan tekanan kelikatan pelincir. Kelikatan dinamik media cecair meningkat dengan peningkatan tekanan. Berikut ialah kaedah untuk mengawal kelikatan dinamik berbanding tekanan pada suhu malar.
Kebergantungan kelikatan pada tekanan, iaitu peningkatan kelikatan dengan peningkatan tekanan, mempunyai kesan positif pada beban tertentu (contohnya, pada galas), kerana kelikatan filem pelincir meningkat di bawah pengaruh tekanan separa tinggi dari 0 hingga 2000 atm. Kelikatan HFC cecair meningkat dua kali, minyak mineral - 30 kali ganda, dalam HFD cecair - 60 kali. Ini menerangkan hayat perkhidmatan galas roller yang agak pendek jika ia dilincirkan menggunakan ( HFA, HFC) minyak pelincir berasaskan air. Pada rajah. 2 dan 3 menunjukkan kelikatan berbanding tekanan untuk pelbagai cecair hidraulik.
Ciri-ciri suhu kelikatan juga boleh diterangkan dengan ungkapan eksponen:
η = η ο · e α P ,
Di mana η ο ialah kelikatan dinamik pada tekanan atmosfera, α ialah pekali pergantungan "kelikatan-tekanan", R-tekanan. Untuk HFCα \u003d 3.5 10 -4 atm -1;
untuk HFDα \u003d 2.2 10 -3 atm -1; untuk HLPα \u003d 1.7 10 -3 atm -1
3. Ketumpatan
Kehilangan bendalir hidraulik dalam paip dan unsur-unsur sistem hidraulik adalah berkadar terus dengan ketumpatan bendalir. Sebagai contoh, kehilangan tekanan adalah berkadar terus dengan ketumpatan:
Δ P= (ρ/2) ξ Dengan 2 ,
Di mana ρ ialah ketumpatan cecair, ξ, ialah pekali seret, Dengan ialah kadar aliran bendalir, dan Δ P- kehilangan tekanan.
Ketumpatan ρ ialah jisim per unit isipadu cecair.
ρ = m/V(kg / m 3).
Ketumpatan cecair hidraulik diukur pada suhu 15 °C. Ia bergantung kepada suhu dan tekanan, kerana isipadu cecair meningkat dengan peningkatan suhu. Oleh itu, perubahan isipadu cecair akibat pemanasan berlaku mengikut persamaan
Δ V=Vβ suhu Δ T,
Apa yang membawa kepada perubahan ketumpatan:
Δρ = ρ β kadar Δ T.
Dalam keadaan hidrostatik pada suhu dari -5 hingga +150 °C, adalah memadai untuk menggunakan formula linear kepada persamaan di atas. Pekali pengembangan terma βtemp boleh digunakan untuk semua jenis cecair hidraulik.
Oleh kerana pekali pengembangan terma minyak mineral adalah lebih kurang 7 x 10 -4 K -1, isipadu cecair hidraulik meningkat sebanyak 0.7% jika suhunya meningkat sebanyak 10 °C. Pada rajah. 5 menunjukkan pergantungan isipadu cecair hidraulik pada suhu.
Hubungan ketumpatan-tekanan cecair hidraulik juga harus dimasukkan dalam penilaian hidrostatik, kerana kebolehmampatan cecair memberi kesan negatif terhadap prestasi dinamiknya. Kebergantungan ketumpatan pada tekanan hanya boleh dibaca dari lengkung yang sepadan (Rajah 6).
4. Kebolehmampatan
Kebolehmampatan cecair hidraulik berdasarkan minyak mineral bergantung pada suhu dan tekanan. Pada tekanan sehingga 400 atm dan suhu sehingga 70 °C, yang merupakan had untuk sistem perindustrian, kebolehmampatan adalah sama kepada sistem. Cecair hidraulik yang digunakan dalam kebanyakan sistem hidraulik boleh dianggap tidak boleh mampat. Walau bagaimanapun, pada tekanan dari 1000 hingga 10,000 atm, perubahan dalam kebolehmampatan medium boleh diperhatikan. Kebolehmampatan dinyatakan oleh pekali β atau modulus M(Gamb. 7, M = Kepada).
M\u003d 1 / β atm \u003d 1 / β 10 5 N m 2 \u003d 1 / β 10 5 Pa.
Perubahan isipadu boleh ditentukan menggunakan persamaan
Δ V=V · β( P maksimum- R permulaan)
Di mana Δ V- perubahan volum; R maks ialah tekanan maksimum; R tekanan awal - awal.
5. Keterlarutan gas, peronggaan
Udara dan gas lain boleh larut dalam cecair. Cecair boleh menyerap gas sehingga ia tepu. Ini tidak sepatutnya menjejaskan ciri-ciri bendalir. Keterlarutan gas dalam cecair bergantung kepada komponen asas jenis gas, tekanan dan suhu. Pada tekanan sehingga ≈300 atm. keterlarutan gas adalah berkadar dengan tekanan dan mengikut hukum Henry.
V G= V Fα V P/P o ,
di mana VG ialah isipadu gas terlarut; V F ialah isipadu cecair, R o - tekanan atmosfera, P- tekanan cecair; α V ialah pekali taburan Bunsen (1.013 mbar, 20 °C).
Pekali Bunsen sangat bergantung kepada cecair asas dan menunjukkan berapa banyak (%) gas terlarut dalam satu unit isipadu cecair dalam keadaan normal. Gas terlarut boleh dibebaskan daripada bendalir hidraulik pada tekanan statik rendah (kadar aliran tinggi dan tegasan ricih tinggi) sehingga titik tepu baru dicapai. Kadar di mana gas meninggalkan cecair biasanya melebihi kadar di mana gas diserap ke dalam cecair. Gas yang keluar dari cecair dalam bentuk gelembung mengubah kebolehmampatan cecair dengan cara yang serupa dengan gelembung udara. Walaupun pada tekanan rendah, sedikit udara boleh mengurangkan ketakmampatan bendalir secara drastik. Dalam sistem mudah alih dengan kadar peredaran cecair yang tinggi, kandungan udara tidak larut boleh mencapai nilai sehingga 5%. Udara tidak larut ini mempunyai kesan yang sangat negatif terhadap prestasi, kapasiti membawa beban dan dinamik sistem (lihat bahagian 6 - penyahudaraan dan bahagian 7 - berbuih). Oleh kerana kebolehmampatan cecair dalam sistem biasanya sangat cepat, gelembung udara tiba-tiba boleh mencapai suhu tinggi (mampatan adiabatik). Dalam kes yang melampau, takat kilat cecair boleh dicapai dan kesan mikrodiesel boleh berlaku.
Gelembung gas juga boleh meletup dalam pam akibat pemampatan, yang boleh menyebabkan kerosakan akibat hakisan (kadangkala dipanggil peronggaan atau pseudo-peronggaan). Keadaan boleh menjadi lebih teruk jika gelembung wap terbentuk dalam cecair. Oleh itu, peronggaan berlaku apabila tekanan jatuh di bawah keterlarutan gas atau di bawah tekanan wap tepu cecair.
Peronggaan terutamanya berlaku dalam sistem terbuka dengan isipadu tetap, iaitu, bahaya fenomena ini adalah relevan untuk litar masuk dan keluar serta pam. Ia boleh disebabkan oleh tekanan mutlak yang terlalu rendah akibat kehilangan halaju aliran dalam keratan rentas sempit, penapis, manifold dan peredam, disebabkan oleh kepala masuk yang berlebihan atau kehilangan tekanan akibat kelikatan bendalir yang berlebihan. Peronggaan boleh menyebabkan hakisan pam, mengurangkan kecekapan, puncak tekanan dan bunyi yang berlebihan.
Fenomena ini boleh menjejaskan kestabilan pengawal selia pendikit dan menyebabkan berbuih dalam bekas jika campuran cecair-air dikembalikan ke bekas pada tekanan atmosfera.
6. Deaerasi
Apabila bendalir hidraulik dikembalikan semula ke takungan, aliran bendalir mampu menyerap udara dengannya. Ini boleh berlaku kerana kebocoran dalam paip pada penyempitan dan vakum separa. Turbulensi dalam tangki atau peronggaan setempat menunjukkan pembentukan gelembung udara dalam cecair.
Udara yang terperangkap dengan cara ini mesti keluar ke permukaan cecair, jika tidak, jika ia memasuki pam, ia boleh menyebabkan kerosakan pada komponen lain sistem. Kadar buih udara naik ke permukaan bergantung pada diameter buih, kelikatan bendalir, dan ketumpatan dan kualiti minyak asas. Lebih tinggi kualiti dan ketulenan minyak asas, lebih cepat deaerasi berlaku. Minyak kelikatan rendah biasanya deaerate lebih cepat daripada minyak asas kelikatan tinggi. Ini berkaitan dengan kadar buih naik.
C = (ρ FL -ρ L )Χ/η,
Di mana ρ FL ialah ketumpatan cecair; hlm L- ketumpatan udara; η ialah kelikatan dinamik; X ialah pemalar bergantung kepada ketumpatan dan kelikatan cecair.
Sistem mesti direka bentuk supaya tiada udara memasuki cecair, dan jika berlaku, gelembung udara yang terperangkap boleh keluar dengan mudah. Kawasan kritikal ialah tangki, yang mesti dipasang dengan penyekat dan penyekat, dan konfigurasi paip dan litar. Bahan tambahan tidak boleh mempengaruhi sifat pelepasan udara cecair hidraulik secara positif. Surfaktan (terutamanya bahan tambahan anti-buih berasaskan silikon) dan bahan cemar (cth gris dan perencat kakisan) memberi kesan buruk kepada ciri pelepasan udara minyak hidraulik. Minyak mineral biasanya mempunyai sifat pelepasan udara yang lebih baik daripada cecair tahan api. Sifat pelepasan udara HPLD bendalir hidraulik boleh dibandingkan dengan sifat bendalir hidraulik HLP.
Ujian untuk menentukan sifat pelepasan udara diterangkan dalam piawaian DIN 51 381. Kaedah ini terdiri daripada memaksa udara ke dalam minyak. Nombor deaerasi ialah masa yang diperlukan untuk udara (tolak 0.2%) meninggalkan cecair pada 50°C dalam keadaan tertentu.
Perkadaran udara tersebar ditentukan dengan mengukur ketumpatan campuran minyak-udara.
7. Berbuih
Berbuih permukaan berlaku apabila kadar penyahudaraan lebih tinggi daripada kadar gelembung udara pecah pada permukaan cecair, iaitu apabila terdapat lebih banyak gelembung yang terbentuk daripada yang runtuh. Dalam kes yang paling teruk, buih ini boleh diperah keluar dari tangki melalui lubang atau dibawa ke dalam pam. Bahan tambahan anti buih berasaskan silikon atau bebas silikon boleh mempercepatkan pecahan buih dengan mengurangkan ketegangan permukaan buih. Mereka juga menjejaskan sifat pelepasan udara bendalir secara negatif, yang boleh menyebabkan masalah kebolehmampatan dan peronggaan. Oleh itu, bahan tambahan antifoam digunakan dalam kepekatan yang sangat rendah (≈ 0.001%). Kepekatan antifoam boleh berkurangan secara beransur-ansur akibat penuaan dan pemendapan pada permukaan logam, dan masalah berbuih sering berlaku apabila menggunakan cecair lama yang sudah berfungsi. Penambahan agen antibuih seterusnya hanya perlu dilakukan selepas berunding dengan pengeluar cecair hidraulik.
Isipadu buih yang terbentuk pada permukaan cecair diukur mengikut masa (sejurus selepas 10 minit) dan pada suhu yang berbeza (25 dan 95 °C). Surfaktan, detergen atau dispersan, bahan cemar dalam bentuk gris, perencat kakisan, agen pembersih, penyejuk, hasil sampingan pengoksidaan, dan lain-lain boleh menjejaskan keberkesanan bahan tambahan antifoam.
8. Demulsifikasi
Demulsibility ialah keupayaan cecair hidraulik untuk menangkis air yang menyusup. Air boleh memasuki cecair hidraulik akibat kebocoran penukar haba, pemeluwapan dalam takungan akibat perubahan ketara dalam paras minyak, penapisan yang lemah, pencemaran air akibat kegagalan pengedap, dan keadaan persekitaran yang melampau. Air dalam cecair hidraulik boleh menyebabkan kakisan, peronggaan dalam pam, peningkatan geseran dan haus, dan mempercepatkan degradasi elastomer dan plastik. Air percuma harus dikeluarkan secepat mungkin dari bekas bendalir hidraulik melalui ayam longkang. Pencemaran dengan bahan penyejuk larut air, terutamanya pada alatan mesin, boleh menyebabkan sisa melekit terbentuk selepas air tersejat. Ini boleh menyebabkan masalah pada pam, injap dan silinder. Cecair hidraulik mesti dengan cepat dan sepenuhnya menolak air yang telah menembusi ke dalamnya. Demulsifikasi ditentukan oleh DIN 51 599, tetapi kaedah ini tidak terpakai kepada cecair hidraulik yang mengandungi bahan pencuci-penyerak ( DD) bahan tambahan. Demulsifikasi ialah masa yang diambil untuk campuran minyak dan air untuk berpisah. Parameter demulsifikasi ialah:
. kelikatan sehingga 95 mm 2 / s pada 40 °C; suhu ujian 54 °C;
. kelikatan > 95 mm 2/s; suhu 82 °C.
Dalam minyak hidraulik yang mengandungi DD bahan tambahan, air, cecair dan bahan cemar pepejal disimpan dalam ampaian. Ia boleh dikeluarkan dengan sistem penapis yang sesuai tanpa menggunakan fungsi hidraulik mesin, menghapuskan kesan negatif pada bendalir hidraulik. sebab tu DD cecair hidraulik sering digunakan dalam alatan mesin hidrostatik dan sistem hidraulik mudah alih.
Untuk mesin dengan kadar peredaran yang tinggi, memerlukan ketersediaan yang berterusan dan terdedah secara kekal kepada air dan bahan cemar lain, penggunaan cecair pembersih hidraulik adalah kawasan utama. Cecair hidraulik dengan sifat demulsifikasi disyorkan untuk digunakan dalam pembuatan keluli dan kedai rolling, di mana jumlah air yang besar terdapat dan nisbah peredaran yang rendah membolehkan pengasingan emulsi dalam tangki. Sifat demulsibility dalam bentuk yang diubah suai digunakan untuk menentukan keserasian peralatan dengan minyak hidraulik. Penuaan bendalir hidraulik memberi kesan negatif terhadap sifat penyahpengemulsian.
9. Titik tuang
Titik tuang ialah suhu terendah di mana cecair masih cecair. Satu sampel cecair disejukkan secara sistematik dan diuji untuk kecairan dengan penurunan suhu bagi setiap 3 °C. Parameter seperti takat tuang dan mengehadkan kelikatan menentukan suhu terendah di mana penggunaan biasa minyak mungkin.
10. Hakisan kuprum (ujian plat kuprum)
Bahan kuprum dan kuprum sering digunakan dalam sistem hidraulik. Bahan seperti loyang, gangsa tuang atau gangsa tersinter terdapat dalam galas, panduan atau kawalan, peluncur, pam hidraulik dan motor. Paip tembaga digunakan dalam sistem penyejukan. Hakisan kuprum boleh menyebabkan kegagalan keseluruhan sistem hidraulik, jadi ujian kakisan plat kuprum dilakukan untuk mendapatkan maklumat tentang kekakisan cecair asas dan bahan tambahan kepada bahan yang mengandungi kuprum. Kaedah untuk menguji kekakisan cecair hidraulik berasaskan mineral, iaitu, cecair terbiodegradasi, terhadap logam bukan ferus dikenali sebagai kaedah Linde (kaedah ujian terpilih untuk menguji minyak terbiodegradasi untuk kehakisan terhadap aloi kuprum) ( SAE Buletin Teknikal 981 516 April 1998), juga dikenali sebagai VDMA 24570 (VDMA 24570 - Bendalir Hidraulik Boleh Terbiodegradasi Dengan Cepat - Tindakan ke atas Aloi Bukan Ferus 03-1999 dalam bahasa Jerman).
Mengikut piawaian DIN 51 759, kakisan pada plat kuprum boleh dinyatakan dalam bentuk perubahan warna atau mengelupas. Plat kuprum pengisar direndam dalam cecair untuk diuji untuk masa tertentu pada suhu tertentu. Minyak hidraulik dan pelincir biasanya diuji pada 100 °C. Tahap kakisan dinilai dalam mata:
1 - perubahan warna sedikit;
2 - perubahan warna sederhana;
3 - perubahan warna yang kuat;
4 - kakisan (gelap).
11. Kandungan air (kaedah Karl Fischer)
Jika air memasuki sistem hidraulik sebahagiannya tersebar dengan halus sehingga ia menembusi ke dalam fasa minyak, maka, bergantung kepada ketumpatan bendalir hidraulik, air juga boleh dibebaskan daripada fasa minyak. Kemungkinan ini mesti diambil kira semasa mengambil sampel untuk menentukan kandungan air.
Penentuan kandungan air dalam mg/kg (jisim) mengikut kaedah Karl Fischer dikaitkan dengan pengenalan larutan Karl Fischer dalam titrasi langsung atau tidak langsung.
12. Ketahanan terhadap penuaan (kaedah Baader)
Ini adalah percubaan untuk meniru kajian tentang kesan udara, suhu dan oksigen ke atas cecair hidraulik di makmal. Percubaan telah dibuat untuk mempercepatkan penuaan minyak hidraulik secara buatan dengan menaikkan suhu melebihi paras aplikasi praktikal serta paras oksigen dengan kehadiran pemangkin logam. Peningkatan kelikatan dan peningkatan bilangan asid (asid bebas) direkodkan dan dinilai. Keputusan ujian makmal diterjemahkan ke dalam keadaan praktikal. Kaedah Baader ialah cara praktikal untuk menguji minyak hidraulik dan pelincir untuk penuaan.
Untuk tempoh masa yang telah ditetapkan, sampel tertakluk kepada penuaan pada suhu dan tekanan aliran udara yang telah ditetapkan sambil secara berkala merendam gegelung kuprum dalam minyak, bertindak sebagai pemecut pengoksidaan. Sesuai dengan DIN 51 554-3 C, CL dan CLP cecair dan HL, HLP, NM minyak hidraulik diuji untuk kestabilan pengoksidaan pada suhu 95 °C. Nombor saponifikasi dinyatakan dalam mg KOH/g.
13. Ketahanan terhadap penuaan (kaedah TOST)
Kestabilan pengoksidaan minyak turbin stim dan minyak hidraulik yang mengandungi bahan tambahan ditentukan mengikut DIN 51 587 Kaedah TOST telah digunakan selama bertahun-tahun untuk menguji minyak turbin dan cecair hidraulik berdasarkan minyak mineral. Diubah suai (tanpa air) kering TOST kaedah ini digunakan untuk menentukan rintangan pengoksidaan minyak hidraulik berdasarkan ester.
Penuaan minyak pelincir dicirikan oleh peningkatan bilangan asid apabila minyak terdedah kepada oksigen, air, keluli dan tembaga untuk maksimum 1000 jam pada 95°C (lengkung peneutralan dengan penuaan). Peningkatan maksimum yang dibenarkan dalam bilangan asid ialah 2 mg KOH / g selepas 1000 jam.
14. Nombor asid (nombor peneutralan)
Bilangan asid minyak hidraulik meningkat akibat penuaan, terlalu panas atau pengoksidaan. Produk penuaan yang terhasil boleh bertindak secara agresif pada pam dan galas sistem hidraulik. Oleh itu, nombor asid adalah kriteria penting untuk menilai keadaan cecair hidraulik.
Nombor asid menunjukkan jumlah bahan berasid atau beralkali dalam minyak pelincir. Asid dalam minyak mineral boleh menyerang bahan pembinaan sistem hidraulik. Kandungan asid yang tinggi adalah tidak diingini, kerana ia mungkin hasil daripada pengoksidaan.
15. Sifat anti-pengoksidaan pelindung berhubung dengan keluli / logam ferus
Sifat antioksidan turbin dan minyak hidraulik yang mengandungi bahan tambahan berhubung dengan keluli / logam ferus ditentukan mengikut piawaian
DIN 51 585.
Cecair hidraulik selalunya mengandungi air yang tersebar, terlarut atau bebas, jadi bendalir hidraulik mesti memberikan perlindungan kakisan kepada semua pemasangan yang dibasahi di bawah semua keadaan operasi, termasuk pencemaran air. Kaedah ujian ini menentukan prestasi bahan tambahan anti-karat di bawah beberapa keadaan operasi yang berbeza.
Minyak yang akan diuji dicampur dengan air suling (kaedah A) atau air laut buatan (kaedah B), dikacau secara berterusan (selama 24 jam pada suhu 60 °C) dengan batang keluli yang direndam dalam campuran. Selepas rod keluli diperiksa untuk kakisan. Hasilnya memungkinkan untuk menilai sifat perlindungan anti-karat minyak berhubung dengan komponen keluli yang bersentuhan dengan air atau wap air:
darjah kakisan 0 bermakna tiada kakisan,
gred 1 - kakisan sedikit;
darjah 2 - kakisan sederhana;
darjah 3 - kakisan teruk.
16. Sifat anti haus (mesin empat bola Shell; VKA, DIN 51350)
Peralatan empat bola syarikat Shell digunakan untuk mengukur sifat anti haus dan tekanan melampau cecair hidraulik. Keupayaan galas cecair hidraulik diuji di bawah keadaan geseran sempadan. Kaedah ini digunakan untuk menentukan nilai minyak pelincir dengan bahan tambahan yang menahan tekanan tinggi di bawah keadaan geseran sempadan antara permukaan gelongsor. Minyak pelincir diuji dalam radas empat bola, yang terdiri daripada satu bola berputar (tengah) dan tiga bola tetap yang disusun dalam gelang. Di bawah keadaan ujian yang berterusan dan untuk tempoh tertentu, diameter tampalan sentuhan pada tiga bola pegun atau beban pada bola berputar, yang mungkin meningkat sebelum mengimpal dengan baki tiga bola, diukur.
17. Kestabilan ricih minyak pelincir yang mengandungi polimer
Untuk meningkatkan ciri-ciri suhu kelikatan, polimer dimasukkan ke dalam minyak pelincir, yang digunakan sebagai bahan tambahan yang meningkatkan indeks kelikatan. Apabila berat molekul bertambah, bahan-bahan ini menjadi lebih dan lebih sensitif kepada beban mekanikal, seperti yang wujud di antara omboh dan silindernya. Untuk menilai kestabilan ricih minyak dalam pelbagai keadaan, terdapat beberapa kaedah ujian:
DIN 5350-6, kaedah empat bola, DIN 5354-3,FZG kaedah dan DIN 51 382, kaedah suntikan bahan api diesel.
Pengurangan kelikatan relatif akibat ricih selepas ujian 20 jam DIN 5350-6 (penentuan kestabilan ricih minyak pelincir yang mengandungi polimer yang digunakan untuk galas roller tirus) digunakan mengikut DIN 51 524-3 (2006); kurang daripada 15% pengurangan kelikatan ricih adalah disyorkan.
18. Ujian mekanikal cecair hidraulik dalam pam ram berputar ( DIN 51 389-2)
Pengujian pada pam dan pam Vickers daripada pengeluar lain membolehkan penilaian realistik terhadap prestasi cecair hidraulik. Walau bagaimanapun, kaedah ujian alternatif sedang dibangunkan (khususnya, projek DGMK 514 - ujian mekanikal cecair hidraulik).
Kaedah Vickers digunakan untuk menentukan sifat anti haus cecair hidraulik dalam pam ram berputar pada suhu dan tekanan tertentu (140 atm, 250 h kelikatan bendalir operasi 13 mm 2 / s pada suhu yang berbeza-beza). Pada akhir ujian, cincin dan sayap diperiksa untuk haus ( vickers V-104DARI 10 atau vickers V-105DARI sepuluh). Nilai haus maksimum yang dibenarkan:< 120 мг для кольца и < 30 мг для крыльев.
19. Sifat anti haus (ujian pada gear FZG berdiri; DIN 534-1dan-2)
Cecair hidraulik, terutamanya gred kelikatan tinggi, digunakan sebagai minyak hidraulik dan pelincir dalam sistem gabungan. Kelikatan dinamik adalah faktor utama dalam prestasi anti-haus dalam pelinciran hidrodinamik. Pada kelajuan gelongsor rendah atau tekanan tinggi di bawah keadaan geseran sempadan, sifat antihaus cecair bergantung pada bahan tambahan yang digunakan (pembentukan lapisan reaktif). Keadaan sempadan ini dihasilkan semula apabila diuji FZG berdiri.
Kaedah ini digunakan terutamanya untuk menentukan sifat sempadan pelincir. Gear tertentu yang berputar pada kelajuan tertentu dilincirkan dengan percikan atau semburan minyak, yang suhu awalnya direkodkan. Beban pada akar gigi meningkat secara berperingkat dan ciri-ciri penampilan akar gigi direkodkan. Prosedur ini diulang sehingga peringkat beban ke-12 terakhir: Tekanan Hertzian pada peringkat beban ke-10 dalam jalur penglibatan ialah 1539 N/mm2; pada peringkat 11 - 1,691 N / mm 2; pada peringkat ke-12 - 1,841 N / mm 2. Suhu awal pada peringkat 4 ialah 90 °C, halaju persisian ialah 8.3 m/s, had suhu tidak ditentukan; geometri gear digunakan.
Peringkat beban kegagalan ditentukan oleh DIN 51 524-2. Untuk hasil yang positif, ia mestilah satu langkah sekurang-kurangnya ke-10. Cecair hidraulik yang memenuhi keperluan ISO VG 46, yang tidak mengandungi bahan tambahan anti haus, biasanya mencapai tahap beban 6 (≈ 929 N/mm 2). Cecair hidraulik yang mengandungi zink biasanya mencapai sekurang-kurangnya peringkat beban ke-10-11 sebelum kegagalan. Tanpa zink kononnya ZAF cecair hidraulik boleh menahan tahap beban 12 atau lebih tinggi.
Roman Maslov.
Berdasarkan bahan daripada penerbitan luar negara.
Apabila suhu berubah, perubahan dalam saiz pepejal berlaku, yang dipanggil pengembangan haba. Terdapat pengembangan haba linear dan isipadu. Proses-proses ini dicirikan oleh pekali pengembangan terma (terma): - pekali purata pengembangan haba linear, pekali purata pengembangan haba isipadu.
DEFINISI
Pekali pengembangan terma dipanggil kuantiti fizik yang mencirikan perubahan dalam dimensi linear jasad pepejal dengan perubahan suhunya.
Gunakan, biasanya pekali purata pengembangan linear. Ini adalah ciri pengembangan haba bahan.
Jika panjang awal badan ialah , - pemanjangannya dengan peningkatan suhu badan sebanyak , maka ia ditentukan oleh formula:
Pekali pemanjangan linear ialah ciri pemanjangan relatif (), yang berlaku dengan peningkatan suhu badan sebanyak 1K.
Apabila suhu meningkat, isipadu pepejal meningkat. Sebagai anggaran pertama, kita boleh mengandaikan bahawa:
di mana isipadu awal badan, ialah perubahan suhu badan. Kemudian pekali pengembangan isipadu badan ialah kuantiti fizikal yang mencirikan perubahan relatif dalam isipadu badan (), yang berlaku apabila badan dipanaskan sebanyak 1 K dan tekanan kekal tidak berubah. Takrif matematik bagi pekali pengembangan isipadu ialah formula:
Pengembangan haba badan pepejal dikaitkan dengan ketidakharmonisan getaran haba zarah yang membentuk kekisi kristal badan. Hasil daripada ayunan ini, dengan peningkatan suhu badan, jarak keseimbangan antara zarah jiran badan ini meningkat.
Apabila isipadu badan berubah, ketumpatannya berubah:
di mana ialah ketumpatan awal dan ialah ketumpatan bahan pada suhu baharu. Oleh kerana nilai maka ungkapan (4) kadangkala ditulis sebagai:
Pekali pengembangan terma bergantung kepada bahan. Secara umum, mereka akan bergantung pada suhu. Pekali pengembangan terma dianggap bebas daripada suhu dalam julat suhu yang kecil.
Terdapat beberapa bahan yang mempunyai pekali negatif pengembangan haba. Oleh itu, apabila suhu meningkat, bahan tersebut mengecut. Ini biasanya berlaku dalam julat suhu yang sempit. Terdapat bahan di mana pekali pengembangan haba hampir sama dengan sifar di sekitar julat suhu tertentu.
Ungkapan (3) digunakan bukan sahaja untuk pepejal, tetapi juga untuk cecair. Pada masa yang sama, ia dianggap bahawa pekali pengembangan haba untuk menjatuhkan cecair tidak berubah dengan ketara dengan suhu. Walau bagaimanapun, apabila mengira sistem pemanasan, ia diambil kira.
Hubungan pekali pengembangan haba
Unit
Unit asas ukuran untuk pekali pengembangan haba dalam sistem SI ialah:
Contoh penyelesaian masalah
CONTOH 1
| Senaman | Untuk menentukan pekali pengembangan isipadu cecair, peranti yang dipanggil piknometer digunakan. Ini adalah kelalang kaca dengan leher sempit (Rajah 1). Pada leher meletakkan tanda pada kapasiti kapal (biasanya dalam ml). Bagaimanakah piknometer digunakan? |
| Penyelesaian | Pekali pengembangan isipadu diukur seperti berikut. Piknometer diisi dengan cecair yang disiasat, sehingga tanda yang dipilih. Kelalang dipanaskan, mencatatkan perubahan dalam tahap bahan. Dengan nilai yang diketahui seperti: isipadu awal piknometer, luas keratan rentas saluran leher kelalang, perubahan suhu menentukan perkadaran isipadu awal cecair yang memasuki leher kelalang. piknometer apabila dipanaskan sebanyak 1 K. Perlu diambil kira bahawa pekali pengembangan cecair adalah lebih besar daripada nilai yang diperoleh, kerana terdapat pemanasan dan pengembangan dan kelalang. Oleh itu, untuk mengira pekali pengembangan cecair, pekali pengembangan bahan kelalang (biasanya kaca) ditambah. Ia mesti dikatakan bahawa, oleh kerana pekali pengembangan isipadu kaca adalah jauh lebih rendah daripada cecair, dalam pengiraan anggaran, pekali pengembangan kaca boleh diabaikan. |
CONTOH 2
| Senaman | Apakah ciri-ciri pengembangan air? Apakah kepentingan fenomena ini? |
| Penyelesaian | Air, tidak seperti kebanyakan bahan cecair lain, mengembang apabila dipanaskan hanya jika suhu melebihi 4 o C. Dalam julat suhu, isipadu air berkurangan dengan peningkatan suhu. Air tawar pada mempunyai ketumpatan maksimum. Untuk air laut, ketumpatan maksimum dicapai pada. Peningkatan tekanan merendahkan suhu ketumpatan maksimum air. Memandangkan hampir 80% permukaan planet kita dilitupi air, ciri pengembangannya memainkan peranan penting dalam mewujudkan iklim di Bumi. Sinaran matahari, jatuh di permukaan air, memanaskannya. Jika suhu di bawah 1-2 o C, maka lapisan air yang dipanaskan mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada yang sejuk dan tenggelam. Pada masa yang sama, tempat mereka diduduki oleh lapisan yang lebih sejuk, yang seterusnya menjadi panas. Jadi terdapat perubahan berterusan lapisan air dan ini membawa kepada pemanasan lajur air, sehingga ketumpatan maksimum dicapai. Peningkatan suhu selanjutnya membawa kepada fakta bahawa lapisan atas air mengurangkan ketumpatannya dan kekal di bahagian atas. Jadi, ternyata lapisan air yang besar memanaskan suhu ketumpatan maksimum dengan agak cepat, dan peningkatan suhu selanjutnya adalah perlahan. Akibatnya, badan air dalam Bumi dari kedalaman tertentu mempunyai suhu kira-kira 2-3 o C. Pada masa yang sama, suhu lapisan atas air di lautan negara panas boleh mempunyai suhu kira-kira 30 o C dan lebih tinggi. |
Ikatan antara zarah cecair, seperti yang kita ketahui, adalah lebih lemah daripada antara molekul dalam pepejal. Oleh itu, ia harus dijangka bahawa cecair mengembang ke tahap yang lebih besar daripada pepejal di bawah pemanasan yang sama. Ini sememangnya disahkan oleh pengalaman.
Isikan kelalang dengan leher yang sempit dan panjang dengan cecair berwarna (air atau minyak tanah yang lebih baik) hingga separuh leher dan tandakan paras cecair dengan gelang getah. Selepas itu, turunkan kelalang ke dalam bekas berisi air panas. Pertama, penurunan dalam paras cecair di leher kelalang akan dilihat, dan kemudian paras akan mula naik dan naik dengan ketara di atas yang awal. Ini disebabkan oleh fakta bahawa pada mulanya kapal dipanaskan dan jumlahnya meningkat. Ini menyebabkan paras cecair menurun. Kemudian cecair dipanaskan. Berkembang, ia bukan sahaja mengisi jumlah peningkatan kapal, tetapi juga dengan ketara melebihi jumlah ini. Oleh itu, cecair mengembang ke tahap yang lebih besar daripada pepejal.
Pekali suhu pengembangan isipadu cecair adalah lebih besar daripada pekali pengembangan isipadu pepejal; mereka boleh mencapai nilai 10 -3 K -1 .
Cecair tidak boleh dipanaskan tanpa memanaskan bekas di mana ia berada. Oleh itu, kita tidak dapat memerhatikan pengembangan sebenar cecair dalam vesel, kerana pengembangan vesel meremehkan peningkatan ketara dalam isipadu cecair. Walau bagaimanapun, pekali pengembangan isipadu kaca dan pepejal lain biasanya jauh lebih rendah daripada pekali pengembangan isipadu cecair, dan dengan ukuran yang tidak begitu tepat, peningkatan dalam isipadu vesel boleh diabaikan.
Ciri pengembangan air
Cecair yang paling biasa di Bumi - air - mempunyai ciri khas yang membezakannya daripada cecair lain. Di dalam air, apabila dipanaskan dari 0 hingga 4 ° C, isipadu tidak meningkat, tetapi berkurangan. Hanya dari 4 °C isipadu air mula meningkat apabila dipanaskan. Pada 4°C, oleh itu, isipadu air adalah minimum dan ketumpatan adalah maksimum*. Rajah 9.4 menunjukkan hubungan anggaran antara ketumpatan air dan suhu.
* Data ini merujuk kepada air segar (tulen secara kimia). Air laut mempunyai ketumpatan tertinggi pada kira-kira 3°C.
Sifat khas air yang terkenal mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat pemindahan haba dalam badan air. Apabila air disejukkan, ketumpatan lapisan atas mula-mula meningkat, dan ia tenggelam. Tetapi selepas udara mencapai suhu 4 ° C, penyejukan selanjutnya sudah mengurangkan ketumpatan, dan lapisan air sejuk kekal di permukaan. Akibatnya, dalam takungan yang dalam, walaupun pada suhu udara yang sangat rendah, air mempunyai suhu kira-kira 4 °C.
Isipadu jasad cecair dan pepejal meningkat secara berkadar langsung dengan peningkatan suhu. Anomali ditemui berhampiran air: ketumpatannya maksimum pada 4 °C.
§ 9.4. Perakaunan dan penggunaan pengembangan haba badan dalam kejuruteraan
Walaupun dimensi linear dan isipadu jasad berubah sedikit dengan perubahan suhu, namun perubahan ini selalunya perlu diambil kira dalam amalan; pada masa yang sama, fenomena ini digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian dan teknologi.
Perakaunan untuk pengembangan haba badan
Perubahan dalam saiz pepejal akibat pengembangan haba membawa kepada kemunculan daya kenyal yang besar jika badan lain menghalang perubahan saiz ini. Sebagai contoh, rasuk jambatan keluli dengan keratan rentas 100 cm 2, apabila dipanaskan dari -40 ° C pada musim sejuk hingga +40 ° C pada musim panas, jika penyokong menghalang pemanjangannya, mewujudkan tekanan pada penyokong (tekanan) sehingga 1.6 10 8 Pa, iaitu, ia bertindak pada penyokong dengan daya 1.6 10 6 N.
Nilai yang diberikan boleh didapati daripada hukum Hooke dan formula (9.2.1) untuk pengembangan haba badan.
Mengikut undang-undang Hooke, tekanan mekanikal 
, di mana 
- pemanjangan,a E- Modulus Young. Menurut (9.2.1) 
. Menggantikan nilai pemanjangan relatif ini ke dalam formula hukum Hooke, kita perolehi
(9.4.1)
Keluli mempunyai modulus Young E= 2.1 10 11 Pa, pekali suhu pengembangan linear α 1 \u003d 9 10 -6 K -1. Menggantikan data ini ke dalam ungkapan (9.4.1), kami memperolehnya untuk Δ t = 80 °С tegasan mekanikal σ = 1.6 10 8 Pa.
Kerana S \u003d 10 -2 m 2, kemudian daya F = σS = 1.6 10 6 N.
Untuk menunjukkan daya yang muncul apabila rod logam disejukkan, eksperimen berikut boleh dilakukan. Kami memanaskan rod besi dengan lubang di hujungnya di mana rod besi tuang dimasukkan (Rajah 9.5). Kemudian kami memasukkan rod ini ke dalam dirian logam besar dengan alur. Apabila rod disejukkan, ia mengecut, dan daya keanjalan yang besar timbul di dalamnya sehingga rod besi tuang pecah.
Pengembangan haba badan mesti diambil kira apabila mereka bentuk banyak struktur. Langkah-langkah mesti diambil untuk memastikan badan bebas mengembang atau mengecut apabila suhu berubah.
Adalah mustahil, sebagai contoh, untuk menarik wayar telegraf dengan ketat, serta wayar talian kuasa (talian kuasa) antara sokongan. Pada musim panas, kendur wayar adalah ketara lebih besar daripada pada musim sejuk.
Talian paip wap logam, serta paip pemanasan air, perlu disediakan dengan selekoh (kompensator) dalam bentuk gelung (Rajah 9.6).
Tekanan dalaman boleh timbul semasa pemanasan tidak sekata badan homogen. Contohnya, botol kaca atau kaca yang diperbuat daripada kaca tebal mungkin pecah jika air panas dituang ke dalamnya. Pertama sekali, bahagian dalaman kapal yang bersentuhan dengan air panas dipanaskan. Mereka mengembang dan memberi banyak tekanan pada bahagian luar sejuk. Oleh itu, kemusnahan kapal mungkin berlaku. Segelas nipis tidak pecah apabila air panas dituangkan ke dalamnya, kerana bahagian dalam dan luarnya memanas dengan cepat.
Kaca kuarza mempunyai pekali suhu pengembangan linear yang sangat rendah. Kaca sedemikian tahan, tanpa retak, pemanasan atau penyejukan yang tidak sekata. Sebagai contoh, air sejuk boleh dituangkan ke dalam kelalang kaca kuarza merah panas, manakala kelalang kaca biasa pecah semasa eksperimen sedemikian.
Bahan-bahan berbeza yang tertakluk kepada pemanasan dan penyejukan berkala hendaklah dicantumkan hanya apabila dimensinya berubah dengan cara yang sama dengan perubahan suhu. Ini amat penting untuk saiz produk yang besar. Jadi, sebagai contoh, besi dan konkrit mengembang dengan cara yang sama apabila dipanaskan. Itulah sebabnya konkrit bertetulang telah meluas - larutan konkrit yang dikeraskan dituangkan ke dalam kekisi keluli - tetulang (Rajah 9.7). Jika besi dan konkrit mengembang secara berbeza, maka akibat turun naik suhu harian dan tahunan, struktur konkrit bertetulang akan runtuh tidak lama lagi.
Beberapa contoh lagi. Konduktor logam yang dipateri ke dalam tiub kaca lampu elektrik dan lampu radio diperbuat daripada aloi (besi dan nikel) yang mempunyai pekali pengembangan yang sama seperti kaca, jika tidak kaca akan retak apabila logam dipanaskan. Enamel yang disalut hidangan, dan logam dari mana hidangan ini dibuat, mesti mempunyai pekali pengembangan linear yang sama. Jika tidak, enamel akan pecah apabila hidangan yang ditutup dengannya dipanaskan dan disejukkan.
Daya yang ketara juga boleh dihasilkan oleh cecair jika ia dipanaskan dalam bekas tertutup yang tidak membenarkan cecair mengembang. Daya ini boleh membawa kepada kemusnahan kapal yang mengandungi cecair. Oleh itu, sifat cecair ini juga perlu dipertimbangkan. Sebagai contoh, sistem paip pemanasan air sentiasa disediakan dengan tangki pengembangan yang dipasang pada bahagian atas sistem dan dialihkan ke atmosfera. Apabila air dipanaskan dalam sistem paip, sebahagian kecil air masuk ke dalam tangki pengembangan, dan ini menghilangkan keadaan tekanan air dan paip. Atas sebab yang sama, pengubah kuasa yang disejukkan minyak mempunyai tangki pengembangan minyak di atas. Apabila suhu meningkat, paras minyak dalam tangki meningkat, apabila minyak sejuk, ia berkurangan.
Pengembangan haba cecair ialah ia boleh mengubah isipadunya dengan perubahan suhu. Harta ini dicirikan oleh pekali suhu pengembangan isipadu , mewakili perubahan relatif dalam isipadu cecair dengan perubahan suhu seunit (sebanyak 1 o C) dan pada tekanan malar:
Dengan analogi dengan sifat kebolehmampatan cecair, kita boleh menulis
atau melalui ketumpatan
Perubahan isipadu dengan perubahan suhu berlaku disebabkan oleh perubahan ketumpatan.
Bagi kebanyakan cecair, pekali t berkurangan dengan peningkatan tekanan. Pekali t dengan penurunan ketumpatan produk minyak daripada 920 sebelum ini 700 kg/m 3 meningkat daripada 0,0006 sebelum ini 0,0008 ; untuk cecair hidraulik t biasanya diambil secara bebas daripada suhu. Untuk cecair ini, peningkatan tekanan dari atmosfera ke 60 MPa membawa kepada pertumbuhan t selama lebih kurang 10 – 20 % . Pada masa yang sama, semakin tinggi suhu bendalir kerja, semakin besar peningkatannya t . Untuk air dengan peningkatan tekanan pada suhu sehingga 50 kira-kira C t tumbuh, dan pada suhu di atas 50 kira-kira C berkurangan.
Pembubaran gas
Pembubaran gas - keupayaan cecair untuk menyerap (melarutkan) gas yang bersentuhan dengannya. Semua cecair menyerap dan melarutkan gas sedikit sebanyak. Harta ini dicirikan pekali keterlarutan k R .
E 
Jika cecair dalam bekas tertutup bersentuhan dengan gas pada tekanan P
1
, maka gas akan mula larut dalam cecair. Selepas beberapa masa
cecair akan tepu dengan gas dan tekanan di dalam kapal akan berubah. Pekali keterlarutan mengaitkan perubahan tekanan dalam bekas dengan isipadu gas terlarut dan isipadu cecair dengan hubungan berikut
di mana V G ialah isipadu gas terlarut dalam keadaan normal,
V dan ialah isipadu cecair,
P 1 dan P 2 ialah tekanan gas awal dan akhir.
Faktor keterlarutan bergantung kepada jenis cecair, gas dan suhu.
Pada suhu 20 ºС dan tekanan atmosfera, air mengandungi kira-kira 1,6% udara terlarut mengikut isipadu ( k hlm = 0,016 ). Dengan peningkatan suhu dari 0 sebelum ini 30 ºС pekali keterlarutan udara dalam air berkurangan. Pekali keterlarutan udara dalam minyak pada suhu 20 ºС ianya mengenai 0,08 – 0,1 . Oksigen mempunyai keterlarutan yang lebih tinggi daripada udara, jadi kandungan oksigen udara yang terlarut dalam cecair adalah lebih kurang. 50% lebih tinggi daripada atmosfera. Apabila tekanan berkurangan, gas dibebaskan daripada cecair. Proses evolusi gas berjalan lebih intensif daripada pembubaran.
Mendidih
Mendidih ialah keupayaan cecair untuk berubah menjadi keadaan gas. Jika tidak, sifat cecair ini dipanggil penyejatan .
Cecair boleh dididih dengan menaikkan suhu kepada nilai yang lebih besar daripada takat didih pada tekanan tertentu, atau dengan menurunkan tekanan kepada nilai yang kurang daripada tekanan wap tepu. hlm np cecair pada suhu tertentu. Pembentukan buih apabila tekanan dikurangkan kepada tekanan wap tepu dipanggil mendidih sejuk.
Cecair yang mana gas terlarut di dalamnya telah dikeluarkan dipanggil degassed. Dalam cecair sedemikian, pendidihan tidak berlaku walaupun pada suhu yang lebih tinggi daripada takat didih pada tekanan tertentu.
Bagaimana untuk bermula sebagai tutor?
Pembelajaran jarak jauh bahasa Inggeris
Kata kerja bahasa Inggeris biasa dan tidak teratur