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Allgemeine Beschreibung
Eine Flüssigkeit zeichnet sich, wie der Name schon sagt, durch ihre Fließfähigkeit aus. Sie unterscheidet sich von einem Festkörper dadurch, dass sie aufgrund der Scherspannung eine Verformung erfährt, wie gering die Scherspannung auch sein mag. Das einzige Kriterium ist, dass ausreichend Zeit vergeht, bis die Verformung stattfindet. In diesem Sinne ist eine Flüssigkeit formlos.
Flüssigkeiten können in Flüssigkeiten und Gase unterteilt werden. Eine Flüssigkeit ist nur wenig komprimierbar und es gibt eine freie Oberfläche, wenn sie in ein offenes Gefäß gegeben wird. Andererseits dehnt sich ein Gas immer aus, um seinen Behälter zu füllen. Ein Dampf ist ein Gas, das sich im nahezu flüssigen Zustand befindet.
Die Flüssigkeit, mit der sich der Ingenieur hauptsächlich beschäftigt, ist Wasser. Es kann bis zu drei Prozent Luft in Lösung enthalten, die bei Unterdruck freigesetzt wird. Dies muss bei der Auslegung von Pumpen, Ventilen, Rohrleitungen usw. berücksichtigt werden.
Dieselmotor Vertikalturbine Mehrstufige Zentrifugal-Inline-Wellenwasser-Entwässerungspumpe Diese Art von vertikaler Entwässerungspumpe wird hauptsächlich zum Pumpen ohne Korrosion, bei Temperaturen unter 60 °C und suspendierten Feststoffen (ohne Fasern und Körner) mit einem Gehalt von weniger als 150 mg/L verwendet das Abwasser bzw. Abwasser. Bei der vertikalen Entwässerungspumpe vom Typ VTP handelt es sich um vertikale Wasserpumpen vom Typ VTP, und auf der Grundlage der Erhöhung und des Kragens wird die Rohrölschmierung auf Wasser eingestellt. Kann bei Temperaturen unter 60 °C geräuchert werden, um eine bestimmte feste Körnung (z. B. Eisenschrott und Feinsand, Kohle usw.) in das Abwasser oder Abwasser aufzunehmen.
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten werden wie folgt beschrieben:
Dichte (ρ)
Die Dichte einer Flüssigkeit ist ihre Masse pro Volumeneinheit. Im SI-System wird es in kg/m ausgedrückt3.
Wasser hat seine maximale Dichte von 1000 kg/m3bei 4°C. Mit steigender Temperatur nimmt die Dichte leicht ab, für praktische Zwecke beträgt die Dichte von Wasser jedoch 1000 kg/m3.
Die relative Dichte ist das Verhältnis der Dichte einer Flüssigkeit zur Dichte von Wasser.
Spezifische Masse (w)
Die spezifische Masse einer Flüssigkeit ist ihre Masse pro Volumeneinheit. Im Si-System wird sie in N/m ausgedrückt3. Bei normalen Temperaturen beträgt w 9810 N/m3oder 9,81 kN/m3(ca. 10 kN/m3 zur Vereinfachung der Berechnung).
Spezifisches Gewicht (SG)
Das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit ist das Verhältnis der Masse eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens zur Masse desselben Wasservolumens. Somit ist es auch das Verhältnis der Dichte einer Flüssigkeit zur Dichte von reinem Wasser, normalerweise alle bei 15 °C.
Vakuumansaugende Brunnenpunktpumpe
Modellnummer: TWP
Die beweglichen selbstansaugenden Brunnenwasserpumpen der TWP-Serie mit Dieselmotor für den Notfall wurden gemeinsam von DRAKOS PUMP aus Singapur und der Firma REEOFLO aus Deutschland entwickelt. Diese Pumpenserie kann alle Arten von sauberen, neutralen und korrosiven Medien transportieren, die Partikel enthalten. Beheben Sie viele Probleme herkömmlicher selbstansaugender Pumpen. Diese Art von selbstansaugender Pumpe mit einzigartiger Trockenlaufstruktur ermöglicht beim ersten Start einen automatischen Start und Neustart ohne Flüssigkeit. Die Saughöhe kann mehr als 9 m betragen. Das hervorragende hydraulische Design und die einzigartige Struktur sorgen für einen hohen Wirkungsgrad von über 75 %. Und unterschiedliche Strukturinstallation für optional.
Volumenmodul (k)
Aus praktischen Gründen können Flüssigkeiten als inkompressibel angesehen werden. Es gibt jedoch bestimmte Fälle, wie z. B. instationäre Strömungen in Rohren, in denen die Kompressibilität berücksichtigt werden sollte. Der Volumenelastizitätsmodul k ist gegeben durch:
Dabei ist p der Druckanstieg, der bei Anwendung auf ein Volumen V zu einer Verringerung des Volumens AV führt. Da eine Volumenabnahme mit einer proportionalen Zunahme der Dichte einhergehen muss, kann Gleichung 1 wie folgt ausgedrückt werden:
oder Wasser,k beträgt bei normalen Temperaturen und Drücken etwa 2 150 MPa. Daraus folgt, dass Wasser etwa 100-mal komprimierbarer ist als Stahl.
Ideale Flüssigkeit
Eine ideale oder perfekte Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, in der es keine Tangential- oder Scherspannungen zwischen den Flüssigkeitspartikeln gibt. Die Kräfte wirken immer normal an einem Abschnitt und beschränken sich auf Druck- und Beschleunigungskräfte. Kein echtes Fluid erfüllt dieses Konzept vollständig, und bei allen bewegten Fluiden sind Tangentialspannungen vorhanden, die einen dämpfenden Effekt auf die Bewegung haben. Einige Flüssigkeiten, darunter auch Wasser, sind jedoch nahezu ideal, und diese vereinfachte Annahme ermöglicht die Anwendung mathematischer oder grafischer Methoden zur Lösung bestimmter Strömungsprobleme.
Vertikale Turbinen-Feuerlöschpumpe
Modellnummer: XBC-VTP
Bei den vertikalen Langschaft-Feuerlöschpumpen der XBC-VTP-Serie handelt es sich um eine Reihe einstufiger, mehrstufiger Diffusorpumpen, die gemäß der neuesten nationalen Norm GB6245-2006 hergestellt werden. Wir haben das Design auch unter Bezugnahme auf den Standard der United States Fire Protection Association verbessert. Es wird hauptsächlich zur Löschwasserversorgung in der Petrochemie, Erdgas, Kraftwerken, Baumwolltextilien, Werften, Luftfahrt, Lagerhaltung, Hochhäusern und anderen Industrien eingesetzt. Es kann auch für Schiffe, Seetanks, Feuerlöschschiffe und andere Versorgungszwecke gelten.
Viskosität
Die Viskosität einer Flüssigkeit ist ein Maß für ihren Widerstand gegenüber Tangential- oder Scherbeanspruchung. Es entsteht durch die Wechselwirkung und den Zusammenhalt von Flüssigkeitsmolekülen. Alle realen Flüssigkeiten besitzen eine Viskosität, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß. Die Scherspannung in einem Festkörper ist proportional zur Dehnung, während die Scherspannung in einer Flüssigkeit proportional zur Rate der Scherdehnung ist. Daraus folgt, dass es in einer ruhenden Flüssigkeit keine Scherspannung geben kann.
Abb. 1. Viskose Verformung
Stellen Sie sich eine Flüssigkeit vor, die zwischen zwei Platten eingeschlossen ist, die einen sehr geringen Abstand y voneinander haben (Abb. 1). Die untere Platte ist stationär, während sich die obere Platte mit der Geschwindigkeit v bewegt. Es wird angenommen, dass die Flüssigkeitsbewegung in einer Reihe unendlich dünner Schichten oder Schichten stattfindet, die frei übereinander gleiten können. Es gibt keine Querströmung oder Turbulenzen. Die an die stationäre Platte angrenzende Schicht ruht, während die an die bewegliche Platte angrenzende Schicht eine Geschwindigkeit v aufweist. Der Grad der Scherspannung oder des Geschwindigkeitsgradienten beträgt dv/dy. Die dynamische Viskosität oder einfacher die Viskosität μ ist gegeben durch
So dass:
Dieser Ausdruck für die viskose Spannung wurde erstmals von Newton postuliert und ist als Newtonsche Viskositätsgleichung bekannt. Fast alle Flüssigkeiten haben einen konstanten Proportionalitätskoeffizienten und werden als Newtonsche Flüssigkeiten bezeichnet.
Abb.2. Zusammenhang zwischen Scherspannung und Scherdehnungsrate.
Abbildung 2 ist eine grafische Darstellung von Gleichung 3 und zeigt das unterschiedliche Verhalten von Feststoffen und Flüssigkeiten unter Scherbeanspruchung.
Die Viskosität wird in Centipoise (Pa.s oder Ns/m) ausgedrückt2).
Bei vielen Problemen mit der Flüssigkeitsbewegung erscheint die Viskosität zusammen mit der Dichte in der Form μ/p (kraftunabhängig), und es ist zweckmäßig, einen einzigen Term v zu verwenden, der als kinematische Viskosität bekannt ist.
Der Wert von ν für ein Schweröl kann bis zu 900 x 10 betragen-6m2/s, während sie bei Wasser, das eine relativ niedrige Viskosität hat, bei 15° C nur 1,14 x 10?m2/s beträgt. Die kinematische Viskosität einer Flüssigkeit nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei Raumtemperatur beträgt die kinematische Viskosität von Luft etwa das 13-fache der von Wasser.
Oberflächenspannung und Kapillarität
Notiz:
Unter Zusammenhalt versteht man die Anziehungskraft, die ähnliche Moleküle zueinander haben.
Adhäsion ist die Anziehungskraft, die unterschiedliche Moleküle aufeinander ausüben.
Oberflächenspannung ist die physikalische Eigenschaft, die es einem Wassertropfen ermöglicht, an einem Wasserhahn in der Schwebe zu bleiben, ein Gefäß bis knapp über den Rand mit Flüssigkeit zu füllen und dennoch nicht zu verschütten oder eine Nadel auf der Oberfläche einer Flüssigkeit zu schwimmen. Alle diese Phänomene sind auf den Zusammenhalt zwischen Molekülen an der Oberfläche einer Flüssigkeit zurückzuführen, die an eine andere nicht mischbare Flüssigkeit oder ein nicht mischbares Gas angrenzt. Es ist, als ob die Oberfläche aus einer elastischen Membran bestünde, die gleichmäßig beansprucht wird und stets dazu neigt, die oberflächliche Fläche zusammenzuziehen. So stellen wir fest, dass Gasblasen in einer Flüssigkeit und Feuchtigkeitströpfchen in der Atmosphäre annähernd kugelförmig sind.
Die Oberflächenspannungskraft entlang einer imaginären Linie an einer freien Oberfläche ist proportional zur Länge der Linie und wirkt in einer Richtung senkrecht dazu. Die Oberflächenspannung pro Längeneinheit wird in mN/m ausgedrückt. Seine Größe ist recht gering und beträgt etwa 73 mN/m für Wasser in Kontakt mit Luft bei Raumtemperatur. Es gibt einen leichten Rückgang der Oberflächenspannungenimit zunehmender Temperatur an.
Bei den meisten Anwendungen in der Hydraulik spielt die Oberflächenspannung keine große Rolle, da die damit verbundenen Kräfte im Vergleich zu den hydrostatischen und dynamischen Kräften im Allgemeinen vernachlässigbar sind. Die Oberflächenspannung ist nur dann von Bedeutung, wenn eine freie Oberfläche vorhanden ist und die Randabmessungen klein sind. So können bei hydraulischen Modellen Oberflächenspannungseffekte, die im Prototyp keine Rolle spielen, das Strömungsverhalten im Modell beeinflussen, und diese Fehlerquelle in der Simulation muss bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden.
Die Auswirkungen der Oberflächenspannung sind bei Rohren mit kleinem Durchmesser, die zur Atmosphäre hin offen sind, sehr ausgeprägt. Dies können Manometerrohre im Labor oder offene Poren im Boden sein. Wenn man beispielsweise ein kleines Glasröhrchen in Wasser taucht, stellt man fest, dass das Wasser im Inneren des Röhrchens aufsteigt, wie in Abbildung 3 dargestellt.
Die Wasseroberfläche im Rohr, auch Meniskus genannt, ist nach oben hin konkav. Das Phänomen ist als Kapillarität bekannt und der tangentiale Kontakt zwischen Wasser und Glas weist darauf hin, dass die innere Kohäsion des Wassers geringer ist als die Adhäsion zwischen Wasser und Glas. Der Druck des Wassers im Rohr neben der freien Oberfläche ist geringer als der Atmosphärendruck.
Abb. 3. Kapillarität
Quecksilber verhält sich ganz anders, wie in Abbildung 3(b) dargestellt. Da die Kohäsionskräfte größer sind als die Adhäsionskräfte, ist der Kontaktwinkel größer und der Meniskus hat eine konvexe Seite zur Atmosphäre und ist abgesenkt. Der Druck an der freien Oberfläche ist größer als der Atmosphärendruck.
Kapillareffekte in Manometern und Schaugläsern können durch die Verwendung von Rohren mit einem Durchmesser von mindestens 10 mm vermieden werden.
Zentrifugale Meerwasser-Zielpumpe
Modellnummer: ASN ASNV
Die Pumpen der Modelle ASN und ASNV sind einstufige Kreiselpumpen mit geteiltem Spiralgehäuse und doppelter Ansaugung und werden für den Transport von Flüssigkeiten in Wasserwerken, Klimatisierungsanlagen, Gebäuden, Bewässerungsanlagen, Entwässerungspumpstationen, Elektrizitätswerken, industriellen Wasserversorgungssystemen und der Brandbekämpfung eingesetzt System, Schiff, Gebäude und so weiter.
Dampfdruck
Flüssigkeitsmoleküle, die über ausreichende kinetische Energie verfügen, werden an der freien Oberfläche einer Flüssigkeit aus dem Hauptkörper herausgeschleudert und gelangen in den Dampf. Der von diesem Dampf ausgeübte Druck wird als Dampfdruck P bezeichnet. Eine Temperaturerhöhung geht mit einer stärkeren Molekülbewegung und damit einem Anstieg des Dampfdrucks einher. Wenn der Dampfdruck gleich dem Druck des darüber liegenden Gases ist, siedet die Flüssigkeit. Der Dampfdruck von Wasser bei 15°C beträgt 1,72 kPa (1,72 kN/m).2).
Atmosphärendruck
Der Druck der Atmosphäre an der Erdoberfläche wird mit einem Barometer gemessen. Auf Meereshöhe beträgt der Luftdruck durchschnittlich 101 kPa und ist auf diesen Wert normiert. Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab; beispielsweise in 1.500 m Höhe auf 88 kPa reduziert. Das Wassersäulenäquivalent hat eine Höhe von 10,3 m auf Meereshöhe und wird oft als Wasserbarometer bezeichnet. Die Höhe ist hypothetisch, da der Dampfdruck von Wasser das Erreichen eines vollständigen Vakuums verhindern würde. Quecksilber ist eine viel bessere barometrische Flüssigkeit, da es einen vernachlässigbaren Dampfdruck hat. Außerdem führt seine hohe Dichte zu einer Säule mit angemessener Höhe – etwa 0,75 m auf Meereshöhe.
Da die meisten in der Hydraulik auftretenden Drücke über dem atmosphärischen Druck liegen und mit relativ aufzeichnenden Instrumenten gemessen werden, ist es zweckmäßig, den atmosphärischen Druck als Bezugspunkt, also Null, zu betrachten. Drücke werden dann als Manometerdruck bezeichnet, wenn sie über dem Atmosphärendruck liegen, und als Vakuumdruck, wenn sie darunter liegen. Wenn der wahre Nulldruck als Bezugspunkt angenommen wird, spricht man von absoluten Drücken. In Kapitel 5, in dem NPSH besprochen wird, werden alle Zahlen in absoluten Wasserbarometern ausgedrückt, d. h. Meeresspiegel = 0 bar Überdruck = 1 bar absolut = 101 kPa = 10,3 m Wassersäule.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20. März 2024