Параметры и характеристики рабочих сред

Жидкостью называется среда, обладающая свойством текучести, т.е. способностью изменять свою форму под действием сил.

Жидкости разделяют на две группы: капельные жидкости (вода, спирт, бензин, керосин, масла, нефть, мазут и др.), которые практически несжимаемы, и газы (воздух, метан, азот, гелий и др.), которые изменяют объем под действием давления (являются легкосжимаемыми). Капельные жидкости в дальнейшем будем называть просто жидкостями.

Газожидкостный поток представляет собой систему, состоящую из жидкости и газа, в которой объемы фаз соизмеримы с характерным размером канала, в котором движется газожидкостный поток.

Пылью называется система, состоящая из газа и распределенных в нем мельчайших твердых частиц.

Конструкция, параметры и эффективность энергетического оборудования определяются физическими и химическими свойствами рабочих сред. Определяющими параметрами газов и жидкостей как рабочих сред являются плотность или удельный вес, вязкость, сжимаемость, давление насыщенного пара, химическая активность.

Плотность — отношение массы вещества к его объему ρ=m/V. Плотность жидкостей и газов является определенной величиной (справочной) при заданных значениях температуры и давления; плотность изменяется с изменением температуры и давления. Плотность капельных жидкостей с повышением температуры, как правило, уменьшается. Исключение составляет только вода в интервале температур от 0 до +4oС. Плотность природной чистой воды при температуре +20oС и атмосферном давлении Pa=0,1013 МПа в гидравлических расчетах принимается равной 998,2 кг/м3. Плотность воды при различных температурах приведена в табл.1(с.11). Плотность воздуха при атмосферном давлении и температуре +20oС — 1,293 кг/м3, при темпера-
туре -30oС — 1,559 кг/м3.

Удельный вес — отношение веса вещества к его объему γ=m·g/V. По определению он пропорционален ускорению свободного падения g, которое изменяется в разных местах. Поэтому удельный вес не является справочной величиной.

Вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу (скольжению ее слоев). При движении жидкости возникают силы внутреннего трения из-за взаимного притяжения молекул жидкости, молекул жидкости и материала стенок проточной части. Сила трения прямо пропорциональна площади соприкасающихся поверхностей и изменению скорости слоев. Коэффициент пропорциональности этой зависимости называется динамической вязкостью.

Кинематической вязкостью жидкости называется отношение динамической вязкости к ее плотности. Единица измерения—Стокс(Ст). 1Ст=1 см2/с=10-4 м2/с.

Вязкость воды при +20ОС0,01 Ст (1 сСт).

Испарением называется переход жидкости в пар (газообразное состояние). Обратный переход называется конденсацией.

Если жидкость длительное время находится в закрытом сосуде, то достигается состояние динамического равновесия, когда число молекул, переходящих в единицу времени из жидкости в пар и обратно, одинаково. Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия с жидкостью, называется насыщенным.

Давление насыщенного пара является определенным для данной жидкости при данной температуре. Оно возрастает с увеличением температуры.

Химическая активность — способность рабочей среды вступать в химическое взаимодействие с конструкционными материалами. Это приводит к химической коррозии, растворению и изменению физико-механических свойств материалов проточной части, загрязнению рабочей среды продуктами взаимодействия. Химическая активность определяется водородным показателем pH. Нейтральной реакции (чистая вода) соответствует pH=7, более 7 — щелочная реакция, менее 7 — кислая. Критерием химической активности является скорость коррозии материала в среде, которая обычно измеряется в микронах/год.

Давление — отношение силы F, приложенной к поверхности, к площади этой поверхности S:

P=F/S.

В системе СИ давление измеряется в паскалях (Па) и производных единицах (кПа, МПа).

Используются также внесистемные единицы — бар, кгс/см2, атмосфера (атм.), метр водяного столба (м.в.с.) и миллиметр водяного столба (мм в.с.). В вакуумной технике широко используется миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.).
Соотношение единиц давления:

 

МПа

бар

атм

кгс/см2

мм рт.ст.

мм в.ст.

1 МПа=

1

10

9,8692

10,197

7500,7

101,97 м.в.с.

1 бар=

0,1

1

0,98692

1,0197

750,07

10,197 м.в.с.

1 атм=

0,10133

1,0133

1

1,0333

760

10,333 м.в.с.

1 кгс/см2=

0,098066

0,98066

0,96784

1

735,6

10 4

1 мм.рт.ст.=

133,32 Па

1,333•10-3

1,316•10-3

1,359•10-3

1

13,59

1 мм.в.ст.=

9,8066 Па

9,81•107

9,6784•10-5

10-4

7,36•10-2

1

Напором (Н) называется увеличение удельной энергии потока среды при прохождении ее через насос.

Потери напора (давления) — уменьшение удельной энергии потока среды.
В зависимости от того, какие величины удобнее при расчетах, используют потери напора ∆H или потери давления ∆P. Соотношение между ними: ∆P(Па)=ρ·g·∆H(м),
где ρ — плотность жидкости, кг/м3; g — ускорение свободного падения.

 
Please wait while JT SlideShow is loading images...
Оф.дилеры