Introducere hidraulica

8/8/2019 Introducere hidraulica

http://slidepdf.com/reader/full/introducere-hidraulica 1/13

C1 1 din 13

INTRODUCERE

Mecanica Fluidelor este disciplina din cadrul ştiinţelormecanice aplicative care studiază comportamentullichidelor şi al gazelor aflate în repaus sau în mişcare.Acest domeniu al mecanicii înglobează o gamă largă de

probleme, care pot varia de la studiul curgerii sângelui învasele capilare, până la curgerea petrolului brut de-alungul Alaskăi prin conducte cu diametrul de 4m.

Principiile din mecanica fluidelor sunt necesare pentrua explica de ce avioanele sunt alungite cu suprafeţenetede pentru zbor eficient, iar mingile de golf ausuprafeţe rugoase (cu gropiţe) pentru aceeaţi eficienţă înzbor.

O serie de întrebări interesante îşi pot găsi răspunsulprin utilizarea unor principii simple ale mecanicii fluidelor.Spre exemplu:- Cum poate o rachetă să genereye tracţiune în spaţiu

când nu are aer?- De ce nu poţi auzi un supersonic decât după ce te-a

depăşit?- Cum poate un râu să curgă în aval cu o viteză

semnificativă chiar dacă panta suprafeţei este atât demică încât nu poate fi detectată cu ochiul liber?

- Cum poate fi utilizată informaţia obţinută de la unaeromodel pentru a proiecta un avion?- De ce uneori şuvoiul de apă de la robinet are o curgere

lină şi alteori turbulentă?- Cu cât scade consumul de carburant în cazul maşinilor şial camioanelor, dacă acestora li se îmbunătăţeşteaerodinamica?

Ați înțeles că lista aplicațiilor şi a întrebărilor poatecontinua și că mecanica fluidelor este o științăinginerească aplicativă foarte importantă.

Caracteristici ale fluidelor

Una dintre întrebările pe care trebuie să le punem este:“Care e diferența între un solid și un fluid?”. Avem o ideevagă a răspunsului: un solid este “tare” și nu se poatedeforma ușor, pe când un fluid este “moale” și sedeformează imediat. Deși destul de descriptive acesterăspunsuri nu pot mulțumi un inginer. O privire atentăasupra structurii moleculare a materialelor ne arată cămateria denumită “solid” prezintă spații intermolecularemici și forțe de coeziune la nivel molecular foarteputernice, care îi permit solidului să își păstreze forma și

să nu se poată deforma foarte ușor. Totuți, pentru“lichide”, moleculele sunt depărtate și forțeleintermoleculare sunt mai mici decât în cazul solidelor,moleculele având o mai mare libertate de mișcare. Astfel

Mecanica fluidelor studiazăcomportamentul

lichidelor și al gazelor,în repaus și în mișcare.

Un fluid, de exempluapa sau aerul, sedeformează continuucând asupra saacționează tensiunitangențiale de oriceordin de mărime.



C1 2 din 13

lichidele pot fi deformate ușor (nu și comprimate ușor!!!),vărsate în vase sau forțate prin tuburi. Gazele au spațiiintermoleculare chiar mai mari și ca o consecință suntușor deformabile (și comprimabile) și vor umple întotalitate volumul oricărui vas.

Deși diferențele între solide și fluide pot fi explicate

calitativ, o altă modalitate de diferențiere specifică sebazează pe deformabilitatea acestora sub acțiunea unorsarcini externe. Un fluid se definește ca o substanțăcare se deformează continuu când asupra saacționează o tensiune tangențială de orice mărime.

O tensiune tangențială (forță pe unitatea de suprafață)apare atunci când o forță tangențială acționează pe osuprafață. Când o tensiune tangențială acționează asupraunor solide (ex: metalele) acestea se deformează inițial(foarte puțin), dar nu se vor deforma continuu. Fluidelecomune (apă, ulei și aer) vor curge când acționeazăasupra lor forțe tangențiale.

Structura moleculară a fluidelor le distinge unele fațăde altele dar nu este posibil să studiem comportamentulindividual al moleculelor când încercăm să descriemcomportamentul fluidului aflat în repaus sau în mișcare.Mai degrabă, putem caracteriza comportamentul fluiduluiutilizând o valoare medie (macroscopică) a cantității deinteres, unde media considerată în funcție de un volummic de referință. Astfel, când spunem că viteza într-unpunct al fluidului este atât, în fapt indincâm viteza media a

moleculelor dintr-un volum mic din jurul punctului. Vompresupune că toate caracteristicile fluidului care neinteresează ( presiune etc.) variază continuu în fluid,așadar vom trata fluidul ca un continuum.

Dimensiuni. Omogenitate dimensională și Unități de măsură

În studiul mecanicii fluidelor vom trata o sumă devariate caracteristici ale fluidelor și este astfel necesar săstabilim un sistem pentru descrierea acestora, atâtcalitativ cât și cantitativ. Aspectul calitativ servește la

identificarea naturii sau tipului caracteristicii ( lungime,timp, tensiune sau viteză) pe când aspectul cantitativoferă o măsură numerică a acestor caracteristici.Descrierea cantitativă necesită atât un număr cât și unstandard prin care cantitățile variate pot fi comparate.Asemenea standarde se numesc unități. Descriereacalitativă se face utilizând unități primare, cum ar fi:lungimea (L), timpul (T), masa (M) și temperatura ( ).Aceste unități primare pot fi utilizate pentru a descrieunități secundare: suprafața (L2), viteza (LT-1),densitatea (ML-3). Așadar pentru a descrie calitativ viteza(V) com scrie:

V=LT-1

Caracteristicile fluidelor pot fi descrise calitativ prin utilizarea unor cantități de bază cumar fi lungimea, timpul șimasa.



C1 3 din 13

și vom spune “dimensiunea vitezei este egală cu lungimeasupra timp”.

Pentru un număr mare de probleme se vor folosi celetrei unități de bază L,T și M și uneori se va folosi și forța(F).

Toate ecuațiile teoretice sunt dimensional omogene

(adică unitațilede măsură din dreapta sunt egale cu celedin stânga). Acceptăm ca premiză fundamentală ca toateecuațiile care descriu un fenomen fizic să fie dimensionalomogene. Exemplu vom da ecuația vitezei pentru un corpuniform accelerat:

v=v0+at LT-1=LT-1+LT-1

Ecuațiile care sunt limitate la un sistem particular deunități de măsură pot fi denumite ecuații omogenerestrictive, spre deosebire de ecuațiile valabile în oricesistem de unități care sunt ecuații omogene generale.

De asemenea conceptul de dimensiune reprezintă bazapentru analiza dimensională care este prezentată îndetaliu în capitolul 7.

Tab 1.1

Dimensiuni asociate condițiilor fizice comune.Sistem LTF Sistem LTMAccelerație LT-2 LT-2

Unghi F0L0 T0 M0L0 T0

Accelerație unghiulară T-2 T-2

Viteza unghiulară T-1 T-1

Suprafață L2 L2

Densitate FL-4 T2 ML-3

Energie FL ML2 T-2

Forță F MLT-2

Frecvență T-1 T-1

Căldură FL ML2 T-2

Lungime L LMasă FL-1 T2 MModul de elasticitate FL-2 ML-1 T-2

Momentul Forței FL ML2 T-2

Momentul de inertie(suprafață)

L4 L4

Moment de inerție(masa)

FLT2 ML2

Moment FT MLT-1

Putere FLT-1 ML2 T-3

Presiune FL-2 ML-1 T-2

Căldura specifică 122 −−θ T L 122 −−θ T LGreutatea specifică FL-3 ML-2 T-2

Efort F0

L0

T0

M0

L0

T0

Tensiune FL-2 ML-1 T-2

Tensiune superficială FL-1 MT-2

Temperatură

Ecuațiile omogenegenerale sunt valabileîn orice sistem deunități de măsură.



C1 4 din 13

Timp T TTorsiune FL ML2 T-2

Viteză LT-1 LT-1

Vâscozitate dinamică FL-2 T ML-1 T-1

Vâscozitate cinematică L2 T-1 L2 T-1

Volum L3 L3

Lucru mecanic FL ML2 T-2

Sisteme de unități de măsură

În plus față de descrierea calitativă a variatelor unitățide interes, este necesar să avem o măsură cantitativă aoricăror unități.

Există mai multe sisteme de unități în folosință dar levom prezenta doar pe cele prezente des și utilizatefrecvent în inginerie.

Sistemul Gravitațional Britanic (B.G.)

Unitatea de lungime este piciorul (foot, ft), pentru timpsecunda (s), pentru masă pound-ul (lb), pentrutemperatură grade Fahrenheit (0F) și unitatea de măsurăpentru temperatura absolută este gradul Rankine (0R)unde:

0R=0F+459,67

Sistemul Ingineresc Englezesc (E.E.)

În acest sistem unitățile pentru forță și masă sedefinesc independent. Unitatea de măsură pentru masăeste pound mass (lbm), pentru forță este pound-ul (lb),pentru lungime este piciorul (ft), pentru timp secunda (s)și pentru temperatura absolută este gradul Rankine (0R).

Sistemul Internațional de Unități de Măsură (S.I.)

În acest sistem unitatea pentru lungime este metrul(m), pentru timp este secunda (s), pentru masă estekilogramul (kg) și pentru temperatură este kelvinul (k).

K=0C+ 273,15Unitatea pentru forță, numită Newton, se definește dinlegea a II-a a lui Newton:

1N=(1kg)(1m/s2)Astfel o forță de 1N care acționează asupra unei mase

de 1 kg îi va da masei o accelerație de 1m/s2. Atenție!!!Masa și greutatea sunt diferite atât calitativ cât șicantitativ.

Unitatea pentru lucru mecanic este joule-ul (J) care serealizează când punctul de aplicație al unei forțe de 1N sedeplasează cu 1m în direcția forței.

1J=1NmUnitatea pentru putere este watt-ul (W) definit ca joule

pe secundă. Astfel:

Două sisteme de unitățide măsură utilizate pescară largă în ingineriesunt SistemulGravitațional Britanic șiSistemul Internațional.

În mecanică diferențaîntre greutate și masăeste foarte importantă.

Când rezolvați probleme esteimportant să păstrați oconsecvență a unităților de măsură folosite. Nuschimbați unități întresistemul B.G și cel S.I.



C1 5 din 13

1W=1J/s=1Nm/s

Tab 1.2Prefixuri pentru unitățile din S.I.

Factor de înmulțire

Prefix Symbol

1012 Tera t109 Giga g106 Mega m103 Kilo k102 Hecto h10 Deca da10-1 Deci d10-2 Centi c10-3 Mili m10-6 Micro µ

10-9 Nano n10-12 Pico p10-15 Femto f 10-18 atto a

Analiza comportamentului fluidelor

Studiul fluidelor implică utilizarea acelorași legifundamentale ale fizicii și mecanicii: legile fundamentalede mișcare ale lui Newton, conservarea masei, prima și adoua lege a termodinamicii.

Subiectul larg al mecanicii fluidelor poate fi în general împărțit în “statica fluidelor” și “dinamica fluidelor”.Înaionte de a începe studiul acestor capitole trebuie sădefinim și să analizăm anumite proprietăți ale fluidelor.Pentru a cuantifica diferențele dintre fluide se utilizeazăanumite proprietăți ale acestora.

Măsura masei fluidelor și cea a greutății

Densitatea

Este notată cu ρ (rho) și definește masa pe unitate devolum. Se utilizează pentru a caracteriza masa unui fluid.

Valoarea densității poate varia între diferite fluide darpentru lichide variațiile presiunii și temperaturii au doar unmic efect asupra densității. Figura 1.1 și tabelele 1.5 și 1.6ilustrează schimbări minime în densitatea lichidului odatăcu modificarea temperaturii. B.G: slugs/ft3 și S.I.Ș kg/m3.

Densitatea unui fluid estedefinită ca masa acestuia peunitate de volum.



C1 6 din 13

fig 1.1Volumul specific

Volumul specific v este volumul per unitate de masă.

ρ

1=v

Greutatea specifică

Este notată cu γ (gamma) și se definește ca greutateape unitate de volum. Deci putem găsi următoarealegătură:

g ρ γ =

Unde g este accelerația gravitațională locală. La fel cumdensitatea caracterizează masa fluidului, greutateaspecifică este cea care caracterizează greutatea întreguluisistem fluid. B.G: lb/ft3 ți în S.I. N/m3.

Densitatea specifică

Se definește ca raportul între densitatea fluidului șidensitatea apei la o temperatură anume. Temperaturaeste, de regulă, 40C (390F) și la această temperaturădensitatea apei este de 1,94 slugs/ft3 sau 1000kg/m3.

O H

sp

2

ρ

ρ ρ = nu depinde de sistemul de unități folosit

Este clar că densitatea, greutatea specifică și greutateaspecifică sunt interconectate și cunoscând doar o

proprietate din cele trei se pot determina și celelalte.

Legea gazelor idealeGazele sunt foarte comprimabile în comparaţie cu

lichidele, iar schimbările de densitate sunt direct legate deschimbările presiunii şi ale temperaturii prin intermediulrelaţiei:

RT p ρ =

unde p este presiunea absolută, ρ este densitatea, Ttemperatura absolută şi R este constanta gazelor. Ecuaţia

de mai sus se numeşte legea gazelor ideale sau ecuaţiade stare. Se utilizează pentru aproximarea

Greutatea specifică este greutatea pe unitate devolum.

Densitatea specificăeste raportul întredensitatea fluidului șidensitatea apei la oanumită temperatură.

Legea gazelor ideale

folosește presiuneaabsolută și temperaturaabsolută.



C1 7 din 13

comportamentului gazelor reale în condiţii normale atuncicând gazele nu se apropie de lichefiere.

Presiunea unui fluid în repaus este definită ca forţanormală pe unitatea de suprafaţă exercitată asupra uneisuprafeţe plane (reale sau imaginare) cufundate în fluid şise creează prin bombardamentul suprafeţei cu molecule

de fluid. Din definiţie, presiunea are dimensiunea FL-2 şi seexprimă în lb/ft2 (B.G.) sau în N/m2 (S.I.). În S.I. 1N/m2 estedefinit ca pascal, prescurtat cu Pa, şi presiunea se exprimăde regulă prin această unitate de măsură. Presiunea unuigaz ideal trebuie să fie exprimată ca presiune absolută,ceea ce înseamnă că se măsoară raportîndu-ne lapresiunea de zero absolut (presiunea din vid). Presiuneastandard la nivelul mării (prin reglementări internaţionale)este stabilită la 14,696 psi (atm) sau 101,33 kPa (atm).Pentru majoritatea calculelor aceste presiuni pot firotunjite. În inginerie o practică comună o reprezintămăsurarea presiunii relativ la presiunea atmosfericălocală, şi când se măsoara astfel presiunea se numeştestandard. Deci presiunea absolută se poate obţine dinpresiunea standard la care se adaugă presiuneaatmosferică.

Constanta gazelor R descrie fiecare gaz în parte şi estelegată de greutatea moleculară a gazului. Valori pentruconstantele gazelor pentru câteva dintre cele uzualfolosite sunt date în tabelele 1.7 şi 1.8.

Vâscozitatea Densitatea şi greutatea specifică măsoară “greutatea”unui fluid. Este clar că aceste proprietăţi nu sunt de ajunspentru a caracteriza în mod unic un fluid şi cum secomportă acesta în timpul curgerii. Există o altăproprietate care descrie “fluiditatea” fluidului.

Demonstrație:

Fig. 1.2Considerăm că un material se află așezat între două

plăci plan paralele (vezi fig.1.2.a). Placa de jos este încastrată, pe când cea de deasupra se poate deplasa.Dacă materialul dintre plăci este oțel și se face o încărcarecu forța P, atunci placa superioară se va deplasa cu aδ .

Mișcarea fluidelor poate provoca tensiunitangențiale.



C1 8 din 13

Fig 1.3Verticala AB se va roti cu unghiul δβ până la noua

poziție AB’. Pentru a rezista forței deformatoare P, apare otensiune tangențială τ la suprafața de contact dintre oțelși placă. La echilibru A P τ = , unde A este suprafața decontact. Este cunoscut faptul că deplasarea unghiulară δβ pentru solidele elastice este proporțională cu tensiuneatangențială.

Ce se întâmplă când solidul este înlocuit cu un fluid,cum ar fi de pildă apa? După aplicarea forței P pe placa

superioară, aceasta se va deplasa continuu cu viteza u(fig.1.3). Fluidul dintre cele două plăci se deplasează cu

viteza u=u(y), unde u esteb

yU u = (fig. 1.3). Așadar între

plăci, fluidul dezvoltă un gradient de vitezădy

du. Particular

putem spune căb

U

dy

du= .

Observația experimentală că fluidul “se lipește” depereții solizi este una foarte importantă în mecanicafluidelor și poartă denumirea de condiția de lunecare

zero. Toate fluidele, lichide și gaze, satisfac aceastăcondiție.

Fig 1.4

Într-un timp scurt, t δ , o verticală imaginară AB prinfluid se va roti cu unghiul δβ astfel încât:

batg δ δ β δ β =≅

Fluidele reale, de i pot fi înș mișcare , “aderă”

întotdeauna la vecinătă ileț solide care le con in.ț



C1 9 din 13

t U a δ δ = ==>b

t U δ

δ β =

Iată că, în acest caz, δβ este o funcție nu doar de P ciși de timp. Definim efortul tangențial γ astfel:

t t δ

δ γ

δ 0

lim→

=

care în acest caz este:

dy

du

b

U ==γ

O continuare a experimentului arată că pe măsură cetensiunea tangențială crește, prin creșterea P, efortultangențial crește proporțional.

γ τ ∝

Acest rezultat arată că pentru fluidele obișnuite cumsunt uleiul, petrolul sau aerul tensiunea tangențială sauefortul tangențial pot fi determinate utilizând următoareformulă:

dy

du µ τ = (1.9)

unde constanta de proporționalitate notată cu literagrecească µ se numește, după caz: vâscozitate absolută,vâscozitate dinamică sau vâscozitatea fluidului. În

concordanță cu ecuația (1.9) graficul luidy

duvsτ , ar

trebui să fie liniar cu panta egală cu vâscozitatea, așa cumarată și figura 1.4. Fluidele pentru care tensiuneatangențială este liniar dependentă de efortul tangențial se

numesc fluide newtoniene. Din fericire majoritatealichidelor și a gazelor sunt newtoniene.Fluidele pentru care nu există o relație liniară între

tensiunea tangențială și efortul tangențial se numesc ne-newtoniene. Deși există o varietate de tipuri de astfel defluide, cele mai importante sunt prezentate în fig. 1.5.

Fig 1.5Panta între tensiunea tangențială și efortul tangențial

este notată cu ap µ , vâscozitatea aparentă.

Pentru fluidele cu tensiuni tangențiale slabe,vâscozitatea aparentă scade cu creșterea efortuluitangențial, adică cu cât se „deformează” mai mult, cu atât

Vâscozitatea dinamicăeste proprietateafluidelor care leagătensiunea tangențialăde mișcarea fluidelor.

Variatele tipuri de fluidenenewtoniene sedisting prin modul încare se modificăvâscozitatea aparentăcu tensiuneatangențială.



C1 10 din 13

vâscozitatea scade. (ex. : soluțiile pe bază de polimeri,vopseaua pe bază de latex – nu curge de pe pensulă, darpe perete se întinde uniform).

Pentru fluidele cu tensiuni tangențiale puternicevâscozitatea aparentă crește odată cu creșterea efortuluitangențial, cu cât este mai „deformat “ cu atât devine mai

vâscos (ex: soluția formată din apă si amidon de porumbsau nisipurile mișcătoare)Celălalt tip de comportament al fluidelor indicat în

figura 1.5 este cel al plasticelor Bingham. Astfel demateriale pot rezista la o forță de deformație cu valoarefinită fără a se mișca ( deci nu sunt fluide), dar odată ceeste depășit un prag ele curg ca un fluid ( deci nu suntsolide) (ex: pasta de dinți și maioneza).

Dimensionarea vâscozității se deduce din 1.9 astfelFTL2. Așadar unitățile de măsură în BG sunt lb*s/ft2 și înS.I. sunt N*s/m2. Valori pentru vâscozitate sunt date întabelele 1.5, 1.6, 1.7 și 1.8.

Fig. 1.6 arată în detaliu cum vâscozitatea variază de lafluid la fluid și cum pentru același fluid variază în funcțiede temperatură. Efectul temperaturii asupra vâscozitâțiipoate fi aproximat utilizand două formule empirice:• pentru gaze ecuația lui Sutherland:

S T

CT

+

=

2/3

µ (1.10)

unde C, S sunt constante empirice și T estetemperatura absolută• pentru lichide ecuația lui Andrade:T B De /

= µ (1.11)unde D,B sunt constante iar T este temperatura

absolutăVâscozitatea cinematică notată cu υ (niu) este:

ρ

µ υ =

are dimensiunea L2/T și unitățile de măsură în BG: ft2/sși în S.I: m2/s. Valori exemplu sunt date în tabele1.5,1.6,1.7 și 1.8.

Vâscozitatea depinde detemperatură.

Vâscozitateacinematică se defineșteca raportul întrevâscozitatea absolută șidensitatea fluidului.



C1 11 din 13

Fig 1.6

Compresibilitatea fluidelor

Modulul de elasticitate volumic

Cât de usor poate volumul ( și astfel și densitatea) uneimase de fluid date, să se modifice, atunci când semodifică presiunea? Sau , cât de compresibil este fluidul?

Proprietatea care caracterizează compresibilitatea estemodulul de elasticitate volumic:

V

V d

dp E −=υ (1.12)

unde dp este modificarea diferențială a presiuniinecesară pentru a crea o modificare diferențială în volum,V d , a volumului V . Semnul minus este inclus pentru că

o creștere a presiunii va cauza o scădere a volumului. Devreme ce o scădere în volum a unei mase date V m ρ = varezulta într-o creștere a densității, ecuația 1.2 poate fiscrisă ca :

ρ

ρ υ d

dp E −=

(1.13)

Modulul de elasticitate volumic are dimensiunile FL-2 iarunitățile de măsură în B.G.: lb/in2 (psi) și în S.I.: N/m2 (Pa).

Compresiunea și expansiunea gazelor

Lichidele sunt consireate a fiincompresibile, pe când

gazele sunt considerate

compresibile.



C1 12 din 13

Când gazele sunt comprimate relațiile între presiune șidensitate depind de natura procesului. Dacă procesul areloc în condiții de temperatură constantă, din ecuația 1.8:

const p=

ρ (1.14) izotermic

Dacă procesul este fără frecare și fără degajare ce

căldură:const

pk =

ρ (1.15) izentropic

unde k este raportul între căldura specifică la presiuneconstantă p

c și căldura specifică la volum constant vc .

v

p

c

ck = v p cc R −=

Valorile pentru k sunt date în tabelele 1.7 și 1.8 și înanexele B.3 și B.4

Viteza sunetului

O altă consecință a importantă a compresibilitățiifluidelor este că turbulențele introduse într-un punct alfluidului se propagă cu o viteză finită. Viteza cu careaceste turbulențe se propagă este viteza sunetului, c. Vomarăta în capitolul 3, că viteza sunetului este legată deschimbările de presiune și de densitatea mediului fluidprin formula:

ρ d

dpc = (1.18)

și de asemenea că:

ρ υ E

c = (1.19)

Pentru că turbulențele sunt considerate mici, schimbulde căldură este neglijabil și procesul se presupune a fiizentropic.

Pentru gaze în proces izentropic kp E =υ atunci:

ρ

kpc = de unde kRT c = (1.20)

Viteza sunetului în aer la diferite temperaturi poate figăsită în anexa B.

Presiunea vaporilor

Evaporarea are loc pentru că unele molecule de lichidde la suprafață au un moment suficient de mare pentru a învinge forțele intermoleculare și a scăpa în atmosferă.Dacă un container, un vas, este închis și în interior se aflăo porțiune mică fără lichid, vidată, acolo se va forma opresiune ca rezultat direct al moleculelor de lichid care

scapă din legături. Când se va ajunge la echilibru,presiunea pe care vaporul o exercită asupra lichidului senumește presiunea vaporilor.

Valoarea modulului deelasticitate volumic depinde

de tipul procesului implicat.

Viteza cu careturbulențele mici se

propagă într-un fluid senumește vitezasunetului.

Un lichid fierbe când presiunea sa este redusă la presiunea vaporilor.



C1 13 din 13

Valoarea presiunii vaporilor depinde de temperatură.Diferite valori pentru presiunea vaporilor de apă pot figăsite în anexa B ( tabelele B1 și B2).

Fierberea este inițiată când presiunea absolută din fluideste egalp cu presiunea vaporilor.

Motivul pentru care ne interesează presiunea vaporilor

și fierberea este observația că în fluidele în mișcare esteposibilă atingerea unei presiuni foarte mici datoritămișcării, și dacă această presiune este egală cu presiuneavaporilor, se produce fierberea. Formarea și spargereabulelor de vapori într-un fluid în mișcare se numeștecavitație.

Tensiunea superficială

La interfața dintre un lichid și un gaz, sau între douălichide inmiscibile, se creează forțe la suprafața lichiduluicare o fac să se comporte ca o “membrană”. Acestfenomen de suprafață se datorează forțelorintermoleculare neechilibrate care acționează asupramoleculelor de lichid de la suprafața acestuia.

Intensitatea atracției moleculare pe unitate de lungimede-a lungul oricărei linii pe suprafață se numește tensiunede suprafață ( ) sigma−σ Pentru orice lichid, aceastadepinde de temperatură cât și de celălalt fluid cu careeste în contact la interfață. Dimensiunile tensiunii de lasuprafață sunt FL-1 cu unități de măsură în B.G.: lb/ft și în

S.I: N/m.Valorile tensiunii superficiale pentru lichide comune ( încontact cu aerul ) se dau în tabelele 3.5, 3.6 și în anexeleB1 și B2.

Valoarea tensiunii superficiale scade odată cu creștereatemperaturii.

Cuvinte Cheie (27):

ComprimareaCondiția de lunecare

zeroDefiniția fluiduluiDensitateaDensitatea specificăDimensionareEcuații omogeneEfortul tangențialExpansiuneaFluid incompresibil

Fluid nenewtonian

Greutatea specifică

Legea gazelor idealeModul de elasticitate volumic

Număr Mach

Număr reynolds

Presiune absolută

Presiune relativă

Presiunea vaporilor

Proces izentropic

Proces izotermic

Tensiunea superficialăVâscozitatea dinamică

Vâscozitatea cinematicăViteza sunetuluiUnități de măsură în B.Gși în S.I.

La fluidele în mișcareeste posibil ca

presiunea din anumiteregiuni să atingă

presiunea vaporilor

Capilaritatea în tuburimici, care implicăinterfața lichid-gaz-solid, este cauzată detensiunea superficială.

Introducere hidraulica

Documents

Transcript of Introducere hidraulica