اخبار - خواص سیالات، انواع سیالات چیست؟

توضیحات کلی

همانطور که از نامش پیداست، سیال با توانایی جریان یافتنش مشخص می‌شود. سیال با جامدات تفاوت دارد، زیرا سیال به دلیل تنش برشی، هر چقدر هم که تنش برشی کوچک باشد، تغییر شکل می‌دهد. تنها معیار این است که زمان کافی برای وقوع تغییر شکل سپری شود. از این نظر، سیال بی‌شکل است.

سیالات را می‌توان به مایعات و گازها تقسیم کرد. یک مایع فقط کمی تراکم‌پذیر است و وقتی در یک ظرف باز قرار می‌گیرد، سطح آزادی دارد. از سوی دیگر، یک گاز همیشه منبسط می‌شود تا ظرف خود را پر کند. بخار، گازی است که نزدیک به حالت مایع است.

مایعی که مهندس عمدتاً با آن سروکار دارد آب است. این مایع ممکن است تا سه درصد هوا به صورت محلول داشته باشد که در فشارهای زیر اتمسفر تمایل به آزاد شدن دارد. هنگام طراحی پمپ‌ها، شیرها، خطوط لوله و غیره باید تمهیداتی برای این امر اندیشیده شود.

پمپ توربینی عمودی

پمپ تخلیه آب گریز از مرکز چند مرحله‌ای توربینی عمودی موتور دیزل این نوع پمپ تخلیه آب عمودی عمدتاً برای پمپاژ فاضلاب یا پساب بدون خوردگی، با دمای کمتر از 60 درجه سانتیگراد، با مواد جامد معلق (به جز فیبر، شن و ماسه) کمتر از 150 میلی‌گرم در لیتر استفاده می‌شود. پمپ تخلیه عمودی نوع VTP در پمپ‌های آب عمودی نوع VTP قرار دارد و بر اساس افزایش و یقه، روغن کاری لوله را با آب تنظیم می‌کند. می‌تواند دمای زیر 60 درجه سانتیگراد را دود کند، برای حاوی دانه جامد خاصی (مانند آهن قراضه و ماسه ریز، زغال سنگ و غیره) از فاضلاب یا پساب ارسال شود.

خواص فیزیکی اصلی سیالات به شرح زیر است:

چگالی (ρ)

چگالی یک سیال، جرم آن در واحد حجم است. در سیستم SI، آن را به صورت کیلوگرم بر متر مکعب بیان می‌کنند.³.

آب در حداکثر چگالی خود یعنی ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب قرار دارد.³در دمای ۴ درجه سانتیگراد. با افزایش دما، کاهش اندکی در چگالی مشاهده می‌شود، اما برای اهداف عملی، چگالی آب ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.³.

چگالی نسبی، نسبت چگالی یک مایع به چگالی آب است.

جرم مخصوص (w)

جرم مخصوص یک سیال، جرم آن در واحد حجم است. در سیستم Si، این جرم بر حسب N/m بیان می‌شود.³در دماهای معمولی، w برابر با ۹۸۱۰ نیوتن بر متر مربع است.³یا ۹.۸۱ کیلونیوتن بر متر³(تقریباً 10 کیلونیوتن بر متر)³برای سهولت محاسبه).

وزن مخصوص (SG)

وزن مخصوص یک سیال، نسبت جرم حجم معینی از مایع به جرم همان حجم آب است. بنابراین، این نسبت، نسبت چگالی سیال به چگالی آب خالص نیز می‌باشد که معمولاً در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد می‌باشد.

پمپ نقطه چاه با سیستم مکش خلاء

شماره مدل：TWP

پمپ‌های آب چاهی خود مکش سری TWP با موتور دیزل متحرک برای مواقع اضطراری، به طور مشترک توسط شرکت DRAKOS PUMP سنگاپور و REEOFLO آلمان طراحی شده‌اند. این سری از پمپ‌ها می‌توانند انواع محیط‌های تمیز، خنثی و خورنده حاوی ذرات را منتقل کنند. بسیاری از عیوب پمپ‌های خود مکش سنتی را برطرف می‌کنند. این نوع پمپ خود مکش با ساختار منحصر به فرد خود در حالت خشک، در اولین استارت بدون نیاز به مایع، به صورت خودکار روشن و خاموش می‌شود. هد مکش می‌تواند بیش از 9 متر باشد. طراحی هیدرولیکی عالی و ساختار منحصر به فرد، راندمان بالای بیش از 75٪ را حفظ می‌کند. و نصب سازه‌های مختلف برای موارد اختیاری اختیاری است.

مدول حجمی (k)

یا برای اهداف عملی، مایعات را می‌توان تراکم‌ناپذیر در نظر گرفت. با این حال، موارد خاصی مانند جریان ناپایدار در لوله‌ها وجود دارد که در آن‌ها تراکم‌پذیری باید در نظر گرفته شود. مدول الاستیسیته حجمی، k، به صورت زیر داده می‌شود:

که در آن p افزایش فشاری است که وقتی بر حجم V اعمال می‌شود، منجر به کاهش حجم AV می‌شود. از آنجایی که کاهش حجم باید با افزایش متناسب چگالی همراه باشد، معادله ۱ را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:

یا آب، k تقریباً ۲۱۵۰ مگاپاسکال در دماها و فشارهای معمولی است. از این رو می‌توان نتیجه گرفت که آب حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از فولاد تراکم‌پذیر است.

سیال ایده‌آل

سیال ایده‌آل یا کامل، سیالی است که در آن هیچ تنش مماسی یا برشی بین ذرات سیال وجود ندارد. نیروها همیشه در یک مقطع به صورت نرمال عمل می‌کنند و محدود به نیروهای فشاری و شتابی هستند. هیچ سیال واقعی کاملاً با این مفهوم مطابقت ندارد و برای همه سیالات در حال حرکت، تنش‌های مماسی وجود دارد که اثر میرایی بر حرکت دارند. با این حال، برخی از مایعات، از جمله آب، نزدیک به یک سیال ایده‌آل هستند و این فرض ساده‌شده، امکان استفاده از روش‌های ریاضی یا گرافیکی را در حل برخی از مسائل جریان فراهم می‌کند.

پمپ آتش نشانی توربینی عمودی

شماره مدل：XBC-VTP

پمپ‌های آتش‌نشانی عمودی شفت بلند سری XBC-VTP، مجموعه‌ای از پمپ‌های پخش‌کننده تک مرحله‌ای و چند مرحله‌ای هستند که مطابق با آخرین استاندارد ملی GB6245-2006 تولید شده‌اند. ما همچنین طراحی را با ارجاع به استاندارد انجمن حفاظت از آتش ایالات متحده بهبود بخشیده‌ایم. این پمپ‌ها عمدتاً برای تأمین آب آتش‌نشانی در صنایع پتروشیمی، گاز طبیعی، نیروگاه، نساجی پنبه، اسکله، هوانوردی، انبارداری، ساختمان‌های بلند و سایر صنایع استفاده می‌شوند. همچنین می‌توانند در کشتی، مخزن دریایی، کشتی آتش‌نشانی و سایر موارد تأمین آب نیز کاربرد داشته باشند.

ویسکوزیته

ویسکوزیته یک سیال، معیاری از مقاومت آن در برابر تنش مماسی یا برشی است. این مقاومت از برهمکنش و چسبندگی مولکول‌های سیال ناشی می‌شود. همه سیالات واقعی دارای ویسکوزیته هستند، هرچند در درجات مختلف. تنش برشی در یک جامد متناسب با کرنش است در حالی که تنش برشی در یک سیال متناسب با نرخ کرنش برشی است. از این رو، در سیالی که در حالت سکون است، تنش برشی نمی‌تواند وجود داشته باشد.

شکل 1. تغییر شکل ویسکوز

سیالی را در نظر بگیرید که بین دو صفحه که در فاصله بسیار کمی y از یکدیگر قرار دارند، محصور شده است (شکل 1). صفحه پایینی ثابت است در حالی که صفحه بالایی با سرعت v حرکت می‌کند. فرض می‌شود حرکت سیال در مجموعه‌ای از لایه‌ها یا لایه‌های بی‌نهایت نازک رخ می‌دهد که می‌توانند آزادانه روی یکدیگر بلغزند. هیچ جریان متقاطع یا آشفتگی وجود ندارد. لایه مجاور صفحه ثابت در حالت سکون است در حالی که لایه مجاور صفحه متحرک دارای سرعت v است. نرخ کرنش برشی یا گرادیان سرعت dv/dy است. ویسکوزیته دینامیکی یا به عبارت ساده‌تر، ویسکوزیته μ توسط رابطه زیر داده می‌شود.

به طوری که：

این عبارت برای تنش ویسکوز اولین بار توسط نیوتن مطرح شد و به عنوان معادله ویسکوزیته نیوتن شناخته می‌شود. تقریباً همه سیالات ضریب تناسب ثابتی دارند و به آنها سیالات نیوتنی گفته می‌شود.

شکل 2. رابطه بین تنش برشی و نرخ کرنش برشی.

شکل ۲ نمایش گرافیکی معادله ۳ است و رفتارهای مختلف جامدات و مایعات را تحت تنش برشی نشان می‌دهد.

ویسکوزیته بر حسب سانتی‌پواز (Pa.s یا Ns/m) بیان می‌شود.²).

در بسیاری از مسائل مربوط به حرکت سیال، ویسکوزیته با چگالی به شکل μ/p (مستقل از نیرو) ظاهر می‌شود و استفاده از یک عبارت واحد v، که به عنوان ویسکوزیته سینماتیک شناخته می‌شود، مناسب است.

مقدار ν برای نفت سنگین می‌تواند تا 900 × 10 باشد.^-6m²در ثانیه، در حالی که برای آب که ویسکوزیته نسبتاً کمی دارد، این مقدار در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد تنها ۱.۱۴ × ۱۰⁻ ...

کشش سطحی و مویینگی

توجه:

انسجام، جاذبه‌ای است که مولکول‌های مشابه برای یکدیگر دارند.

چسبندگی، جاذبه‌ای است که مولکول‌های غیرمشابه برای یکدیگر دارند.

کشش سطحی خاصیت فیزیکی است که باعث می‌شود یک قطره آب در شیر آب به صورت معلق نگه داشته شود، یک ظرف کمی بالاتر از لبه از مایع پر شود اما نریزد، یا یک سوزن روی سطح مایع شناور بماند. همه این پدیده‌ها به دلیل چسبندگی بین مولکول‌ها در سطح مایعی است که در مجاورت مایع یا گاز امتزاج‌ناپذیر دیگری قرار دارد. گویی سطح از یک غشای الاستیک تشکیل شده است که به طور یکنواخت تحت تنش قرار دارد و همیشه تمایل به انقباض ناحیه سطحی دارد. بنابراین می‌بینیم که حباب‌های گاز در یک مایع و قطرات رطوبت در جو تقریباً کروی شکل هستند.

نیروی کشش سطحی در هر خط فرضی در یک سطح آزاد، متناسب با طول خط است و در جهت عمود بر آن عمل می‌کند. کشش سطحی در واحد طول بر حسب mN/m بیان می‌شود. مقدار آن بسیار کوچک است و تقریباً 73 mN/m برای آب در تماس با هوا در دمای اتاق است. کاهش اندکی در تنش‌های سطحی وجود دارد.iبا افزایش دما روشن می‌شود.

در بیشتر کاربردهای هیدرولیک، کشش سطحی اهمیت کمی دارد زیرا نیروهای مرتبط با آن در مقایسه با نیروهای هیدرواستاتیک و دینامیکی عموماً ناچیز هستند. کشش سطحی تنها در جایی اهمیت دارد که سطح آزاد وجود داشته باشد و ابعاد مرز کوچک باشند. بنابراین در مورد مدل‌های هیدرولیک، اثرات کشش سطحی که در نمونه اولیه اهمیتی ندارند، ممکن است بر رفتار جریان در مدل تأثیر بگذارند و این منبع خطا در شبیه‌سازی باید هنگام تفسیر نتایج در نظر گرفته شود.

اثرات کشش سطحی در مورد لوله‌های با قطر کوچک که به جو باز هستند، بسیار مشهود است. این لوله‌ها ممکن است به شکل لوله‌های مانومتر در آزمایشگاه یا منافذ باز در خاک باشند. به عنوان مثال، هنگامی که یک لوله شیشه‌ای کوچک در آب فرو می‌رود، مشاهده می‌شود که آب درون لوله بالا می‌آید، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است.

سطح آب در لوله یا به اصطلاح هلالی، به سمت بالا مقعر است. این پدیده به عنوان مویینگی شناخته می‌شود و تماس مماسی بین آب و شیشه نشان می‌دهد که چسبندگی داخلی آب کمتر از چسبندگی بین آب و شیشه است. فشار آب درون لوله مجاور سطح آزاد کمتر از فشار اتمسفر است.

شکل 3. مویینگی

همانطور که در شکل 3 (ب) نشان داده شده است، عطارد رفتار نسبتاً متفاوتی دارد. از آنجایی که نیروهای چسبندگی بیشتر از نیروهای چسبندگی هستند، زاویه تماس بزرگتر است و هلالی شکل، وجهی محدب به سمت جو دارد و فشرده است. فشار مجاور سطح آزاد بیشتر از فشار اتمسفر است.

با استفاده از لوله‌هایی که قطر آنها کمتر از 10 میلی‌متر نباشد، می‌توان از اثرات مویینگی در مانومترها و شیشه‌های گیج جلوگیری کرد.

پمپ گریز از مرکز آب دریا

مدل شماره: ASN ASNV

پمپ‌های مدل ASN و ASNV، پمپ‌های سانتریفیوژ تک مرحله‌ای با محفظه حلزونی دو مکشه هستند و برای انتقال مایعات یا کارهای آبی، گردش هوا در تهویه مطبوع، ساختمان، آبیاری، ایستگاه پمپاژ زهکشی، نیروگاه برق، سیستم آبرسانی صنعتی، سیستم آتش‌نشانی، کشتی، ساختمان و غیره استفاده می‌شوند.

فشار بخار

مولکول‌های مایع که انرژی جنبشی کافی دارند، از سطح آزاد مایع به بیرون پرتاب شده و به بخار تبدیل می‌شوند. فشار اعمال شده توسط این بخار، فشار بخار، P، نامیده می‌شود. افزایش دما با افزایش آشفتگی مولکولی و در نتیجه افزایش فشار بخار همراه است. هنگامی که فشار بخار برابر با فشار گاز بالای آن باشد، مایع می‌جوشد. فشار بخار آب در دمای 15 درجه سانتیگراد 1.72 کیلو پاسکال (1.72 کیلونیوتن بر متر مربع) است.²).

فشار اتمسفر

فشار جو در سطح زمین توسط فشارسنج اندازه‌گیری می‌شود. در سطح دریا، فشار اتمسفر به طور متوسط ۱۰۱ کیلوپاسکال است و در این مقدار استاندارد شده است. با افزایش ارتفاع، فشار اتمسفر کاهش می‌یابد؛ برای مثال، در ارتفاع ۱۵۰۰ متری به ۸۸ کیلوپاسکال کاهش می‌یابد. معادل ستون آب در سطح دریا ارتفاعی معادل ۱۰.۳ متر دارد و اغلب به عنوان فشارسنج آب شناخته می‌شود. این ارتفاع فرضی است، زیرا فشار بخار آب مانع از رسیدن به خلاء کامل می‌شود. جیوه یک مایع فشارسنجی بسیار برتر است، زیرا فشار بخار ناچیزی دارد. همچنین، چگالی بالای آن منجر به ستونی با ارتفاع معقول - حدود ۰.۷۵ متر در سطح دریا - می‌شود.

از آنجایی که بیشتر فشارهایی که در هیدرولیک با آنها مواجه می‌شویم بالاتر از فشار اتمسفر هستند و توسط ابزارهایی که به طور نسبی ثبت می‌شوند، اندازه‌گیری می‌شوند، بهتر است فشار اتمسفر را به عنوان مبنا، یعنی صفر، در نظر بگیریم. در این صورت، فشارها وقتی بالاتر از فشار اتمسفر باشند، فشار گیج و وقتی پایین‌تر از آن باشند، فشار خلأ نامیده می‌شوند. اگر فشار صفر واقعی به عنوان مبنا در نظر گرفته شود، فشارها مطلق نامیده می‌شوند. در فصل 5 که در آن NPSH مورد بحث قرار گرفته است، تمام ارقام بر اساس فشارسنج آب مطلق بیان شده‌اند، یعنی سطح آب = 0 بار گیج = 1 بار مطلق = 101 کیلو پاسکال = 10.3 متر آب.

زمان ارسال: 20 مارس 2024