① 流體的主要物理性質有哪些
流體的主要物理性質有
1.
密度及相對密度 單位體積流體所具有的質量稱為密度,液體的密度隨壓力和溫度變化很小,一般可忽略,當作不可壓縮流體來處理...
2.
黏性 黏性是流體具有的一個重要性質,流體流動時內部產生內摩擦力的性質稱為流體的黏性。黏性產生的原因是流體的分子之間存在內聚力以及流體內部存在劇烈的動量交換...
3.
空氣分離壓與飽和蒸汽壓 一般情況下水中溶有空氣,在一個大氣壓和常溫下空氣溶解量占水體積的1%~2%。如果壓強降低到空氣分離壓pg時...
② 流體的主要物理性質及物理量
一、流體的密度
單位體積流體的質量,稱為流體的密度。若以V表示流體的體積,單位為m3;以m表示流體的質量,單位為kg;則均質流體的密度為:
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密度的CGS制單位為g/cm3,SI制單位為kg/m3。換算關系如下:
1g/cm3=1000kg/m3
流體包括液體與氣體。對於液體加熱和加壓,只能引起其密度極微小的變化。在一般情況下,對這種微小的變化可以不予考慮。氣體是可壓縮的流體,其密度隨壓強和溫度而變化。因此,氣體的密度必須標明其狀態。從手冊中查得的氣體密度往往是某一指定條件下的數值,這就涉及到如何將查得的密度換算為操作條件下的密度。一般情況下,當壓強不太高,溫度不太低時,氣體的密度可近似地按理想氣體處理。
在某狀態下理想氣體的密度可按下式進行計算:
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或
式中m——氣體的質量(kg);
p——氣體的絕對壓強(kN/m2);
V——氣體的體積(m3);
T——氣體的絕對溫度(K);
M——氣體的摩爾質量(kg/kmol);
n——物質的量(kmol);
R——氣體常數,其值為8.3144J/mol·K。
(下標「0」表示標准狀態)
在非金屬礦產加工生產中所遇到的流體,往往是含有幾個組分的混合物。通常手冊中所列出的為純物質的密度,所以混合物的平均密度Pm還得通過以下公式進行計算。
對於液體混合物,各組分常用質量分數來表示其在混合物中所佔的比例。現以1kg混合液體為基準,若各組分在混合前後其體積不變,則1kg混合物的體積等於各組分單獨存在時的體積之和。混合物的密度可用下式計算:
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式中ρA,ρB……ρN——液體混合物中各組分的密度(kg/m3);wA、wB、wN——液體混合物中各組分的質量分數。
對於氣體混合物,各組分常用體積分數來表示其在混合物中所佔的比例。現以1m3混合氣體為基準,若各組分在混合前後其質量不變,則1m3混合氣體的質量等於各組分的質量之和。故混合氣體的密度為:
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式中ρA、ρB……ρN——氣體混合物中各組分的密度(kg/m3);
φA、φB……φN——氣體混合物中各組分的體積分數。
氣體混合物的平均密度ρm也可按式(1-2)計算。此時應以氣體混合物的平均摩爾質量Mm代替式中的氣體摩爾質量M,氣體混合物的平均摩爾質量Mm可按下式求得:
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式中MA、MB…………MN——氣體混合物中各組分的摩爾質量(kg/km0l);
xA、xB……xN——氣體混合物中各組分的摩爾分數。
二、重度
工程上還經常用單位體積流體的重量來反映流體的輕重。這-物理量叫流體的重度。若以V表示流體的體積,單位:m3;W表示流體的重量,單位:N。對於均質流體的重度有:
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由於流體的重量與質量m的關系為:
W=mg
式中g為重力加速度,單位為m/s2,將上式等號兩端同時除以流體的體積V,即可得出重度與密度的換算關系:
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由此可知,流體的重度等於流體的密度乘以重力加速度。
三、流體的粘度
流體的另一重要性質為粘滯度,簡稱粘度。此種特性在流體運動中具有極其重大的意義。
理想流體沒有粘度,也就是流體質點作相對運動時沒有內部摩擦力;但是,實際流體是有粘度的,也就是在其流動時必然有內部摩擦力產生。這種內部摩擦力通常以每單位面積上的力來計算,即力學中所謂的剪切力。嚴格地講是剪力強度。圖1-1所示為流體在管中流動過程中層流運動狀態的情形。層流質點的流速為v,在垂直距離dy處的相鄰層流體質點的流速為v+dv,則根據牛頓粘性定律,剪切應力可由下式所列的關系來決定:
圖1-1層流運動狀態
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式中τ——剪切應力(N/m2);
η——粘度(Pa·s);
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當速度梯度等於1,粘度的數值即為剪力應力的數值。
通常手冊中查到的粘度數據都是以高斯制單位表示的。粘度的高斯制單位為泊(P)〔dyn·s/cm2〕。由於泊這個單位比較大,用起來表示不方便,故通常以泊的1/100,即厘泊(cP)作為粘度單位。進行工程計算時需將它換算成國際單位制(SI)或工程制單位。
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在工程單位制中,粘度的單位是kg·s/m2
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流體的粘度為流體內部摩擦力的表現,受流體溫度的影響。當溫度升高時,液體的粘度急劇下降,而且粘度愈大,下降愈快;相反,氣體的粘度則隨溫度上升而增大。
氣體的粘度根據現有的分子運動學說,應與其壓強無關。在一般壓力下,粘度受壓強的影響極微小,可忽略不計。而在高壓或高真空下,才需考慮壓強的影響。壓強對液體粘度的影響,一般很小,實際上可以不考慮。
③ 液體的物理性質主要有哪些內容
液體的物理性質主要有:液體的密度、粘度、膨脹性、液體的表面張力、液體的相變、液體的作用力等。