correu_electrònic_de_capçalerasales@tkflow.com
Tens alguna pregunta? Truca'ns: 0086-13817768896

Les propietats dels fluids, quins són els tipus de fluids?

Descripció general

Un fluid, com el seu nom indica, es caracteritza per la seva capacitat de fluir. Es diferencia d'un sòlid en què pateix deformació a causa de la tensió de cisallament, per petita que sigui la tensió de cisallament. L'únic criteri és que transcorri prou temps perquè es produeixi la deformació. En aquest sentit, un fluid no té forma.

Els fluids es poden dividir en líquids i gasos. Un líquid només és lleugerament compressible i hi ha una superfície lliure quan es col·loca en un recipient obert. En canvi, un gas sempre s'expandeix per omplir el seu recipient. Un vapor és un gas que es troba a prop de l'estat líquid.

El líquid que preocupa principalment a l'enginyer és l'aigua. Pot contenir fins a un tres per cent d'aire en solució que a pressions subatmosfèriques tendeix a alliberar-se. Cal tenir-ho en compte a l'hora de dissenyar bombes, vàlvules, canonades, etc.

Bomba de turbina vertical

Bomba de drenatge d'aigua centrífuga multietapa amb turbina vertical i eix en línia per a motor dièsel Aquest tipus de bomba de drenatge vertical s'utilitza principalment per bombar aigües residuals o sense corrosió, a temperatures inferiors a 60 °C, sòlids en suspensió (sense incloure fibra ni sèmola) amb un contingut inferior a 150 mg/L. La bomba de drenatge vertical tipus VTP es troba en les bombes d'aigua verticals tipus VTP i, en funció de l'augment i el collar, s'estableix la lubricació d'oli del tub per aigua. Pot fumar a temperatures inferiors a 60 °C, enviar per contenir determinats grans sòlids (com ara ferralla i sorra fina, carbó, etc.) d'aigües residuals o residuals.

com (1)

Les principals propietats físiques dels fluids es descriuen de la manera següent:

Densitat (ρ)

La densitat d'un fluid és la seva massa per unitat de volum. En el sistema SI s'expressa com a kg/m²3.

L'aigua té la seva densitat màxima de 1000 kg/m3a 4 °C. Hi ha una lleugera disminució de la densitat amb l'augment de la temperatura, però a efectes pràctics la densitat de l'aigua és de 1000 kg/m3.

La densitat relativa és la relació entre la densitat d'un líquid i la de l'aigua.

Massa específica (w)

La massa específica d'un fluid és la seva massa per unitat de volum. En el sistema Si, s'expressa en N/m².3A temperatures normals, w és de 9810 N/m3o 9,81 kN/m3(aproximadament 10 kN/m3 per facilitar el càlcul).

Gravetat específica (SG)

La gravetat específica d'un fluid és la relació entre la massa d'un volum determinat de líquid i la massa del mateix volum d'aigua. Per tant, també és la relació entre la densitat d'un fluid i la densitat de l'aigua pura, normalment totes a 15 °C.

com (2)

Bomba de punt de pou de buit d'encebament

Número de model: TWP

Les bombes d'aigua autoaspirants de punt de pou amb motor dièsel mòbil de la sèrie TWP per a emergències estan dissenyades conjuntament per DRAKOS PUMP de Singapur i l'empresa REEOFLO d'Alemanya. Aquesta sèrie de bombes pot transportar tot tipus de partícules que continguin medis nets, neutres i corrosius. Resol moltes de les fallades tradicionals de les bombes autoaspirants. Aquest tipus de bomba autoaspirant té una estructura única de funcionament en sec que s'engegarà automàticament i es reiniciarà sense líquid per al primer arrencada. El cap d'aspiració pot ser superior a 9 m; L'excel·lent disseny hidràulic i l'estructura única mantenen una alta eficiència superior al 75%. I la instal·lació d'estructures diferents és opcional.

Mòdul de compressió (k)

o a efectes pràctics, els líquids es poden considerar incompressibles. Tanmateix, hi ha certs casos, com ara el flux no estacionari en canonades, on s'ha de tenir en compte la compressibilitat. El mòdul d'elasticitat volumètrica, k, ve donat per:

com (3)

on p és l'augment de pressió que, quan s'aplica a un volum V, resulta en una disminució del volum AV. Com que una disminució del volum ha d'anar associada amb un augment proporcional de la densitat, l'equació 1 es pot expressar com:

com (4)

o aigua,k és aproximadament de 2 150 MPa a temperatures i pressions normals. D'això es dedueix que l'aigua és unes 100 vegades més compressible que l'acer.

Fluid ideal

Un fluid ideal o perfecte és aquell en què no hi ha tensions tangencials ni de cisallament entre les partícules del fluid. Les forces sempre actuen normalment en una secció i es limiten a les forces de pressió i acceleració. Cap fluid real compleix completament aquest concepte, i per a tots els fluids en moviment hi ha tensions tangencials presents que tenen un efecte amortidor sobre el moviment. Tanmateix, alguns líquids, inclosa l'aigua, són propers a un fluid ideal, i aquesta suposició simplificada permet adoptar mètodes matemàtics o gràfics en la solució de certs problemes de flux.

Bomba d'incendis de turbina vertical

Número de model: XBC-VTP

Les bombes d'extinció d'incendis verticals d'eix llarg de la sèrie XBC-VTP són una sèrie de bombes difusores d'una sola etapa i multietapa, fabricades d'acord amb la darrera norma nacional GB6245-2006. També hem millorat el disseny amb la referència de la norma de l'Associació de Protecció contra Incendis dels Estats Units. S'utilitzen principalment per al subministrament d'aigua contra incendis en petroquímiques, gas natural, centrals elèctriques, tèxtils de cotó, molls, aviació, emmagatzematge, edificis alts i altres indústries. També es poden aplicar a vaixells, tancs marítims, vaixells contra incendis i altres ocasions de subministrament.

com (5)

Viscositat

La viscositat d'un fluid és una mesura de la seva resistència a la tensió tangencial o de cisallament. Sorgeix de la interacció i la cohesió de les molècules del fluid. Tots els fluids reals posseeixen viscositat, tot i que en graus variables. La tensió de cisallament en un sòlid és proporcional a la deformació, mentre que la tensió de cisallament en un fluid és proporcional a la velocitat de deformació de cisallament. D'això es dedueix que no hi pot haver tensió de cisallament en un fluid que està en repòs.

com (6)

Fig.1. Deformació viscosa

Considerem un fluid confinat entre dues plaques situades a una distància y molt curta (Fig. 1). La placa inferior està estacionària mentre que la placa superior es mou a una velocitat v. Se suposa que el moviment del fluid té lloc en una sèrie de capes o làmines infinitament primes, lliures de lliscar una sobre l'altra. No hi ha flux creuat ni turbulència. La capa adjacent a la placa estacionària està en repòs mentre que la capa adjacent a la placa en moviment té una velocitat v. La taxa de deformació de cisallament o gradient de velocitat és dv/dy. La viscositat dinàmica o, més simplement, la viscositat μ ve donada per

com (7)

Així doncs:

com (8)

Aquesta expressió per a la tensió viscosa va ser postulada per primera vegada per Newton i es coneix com a equació de viscositat de Newton. Gairebé tots els fluids tenen un coeficient de proporcionalitat constant i s'anomenen fluids newtonians.

com (9)

Fig. 2. Relació entre la tensió de cisallament i la velocitat de deformació de cisallament.

La figura 2 és una representació gràfica de l'equació 3 i demostra els diferents comportaments dels sòlids i líquids sota esforç de cisallament.

La viscositat s'expressa en centipoises (Pa.s o Ns/m2).

En molts problemes relacionats amb el moviment de fluids, la viscositat apareix amb la densitat en la forma μ/p (independent de la força) i és convenient emprar un únic terme v, conegut com a viscositat cinemàtica.

El valor de ν per a un oli pesant pot ser tan alt com 900 x 10-6m2/s, mentre que per a l'aigua, que té una viscositat relativament baixa, és només d'1,14 x 10?m2/s a 15 °C. La viscositat cinemàtica d'un líquid disminueix amb l'augment de la temperatura. A temperatura ambient, la viscositat cinemàtica de l'aire és aproximadament 13 vegades la de l'aigua.

Tensió superficial i capil·laritat

Nota:

La cohesió és l'atracció que exerceixen molècules similars entre si.

L'adhesió és l'atracció que exerceixen entre si molècules diferents.

La tensió superficial és la propietat física que permet que una gota d'aigua es mantingui en suspensió en una aixeta, que un recipient s'ompli de líquid lleugerament per sobre de la vora sense que es vessi o que una agulla suri a la superfície d'un líquid. Tots aquests fenòmens es deuen a la cohesió entre les molècules a la superfície d'un líquid que s'uneix a un altre líquid o gas immiscible. És com si la superfície consistís en una membrana elàstica, uniformement tensada, que tendeix sempre a contreure la zona superficial. Així, trobem que les bombolles de gas en un líquid i les gotes d'humitat a l'atmosfera tenen una forma aproximadament esfèrica.

La força de tensió superficial a través de qualsevol línia imaginària en una superfície lliure és proporcional a la longitud de la línia i actua en una direcció perpendicular a ella. La tensió superficial per unitat de longitud s'expressa en mN/m. La seva magnitud és força petita, sent aproximadament de 73 mN/m per a l'aigua en contacte amb l'aire a temperatura ambient. Hi ha una lleugera disminució en les densitats superficials.iamb l'augment de la temperatura.

En la majoria d'aplicacions en hidràulica, la tensió superficial té poca importància, ja que les forces associades són generalment insignificants en comparació amb les forces hidrostàtiques i dinàmiques. La tensió superficial només té importància on hi ha una superfície lliure i les dimensions del límit són petites. Així, en el cas dels models hidràulics, els efectes de la tensió superficial, que no tenen cap conseqüència en el prototip, poden influir en el comportament del flux en el model, i aquesta font d'error en la simulació s'ha de tenir en compte a l'hora d'interpretar els resultats.

Els efectes de la tensió superficial són molt pronunciats en el cas de tubs de petit diàmetre oberts a l'atmosfera. Aquests poden prendre la forma de tubs manòmetres al laboratori o porus oberts al sòl. Per exemple, quan es submergeix un petit tub de vidre en aigua, es veu que l'aigua puja per dins del tub, tal com es mostra a la Figura 3.

La superfície de l'aigua dins del tub, o menisc com s'anomena, és còncava cap amunt. El fenomen es coneix com a capil·laritat, i el contacte tangencial entre l'aigua i el vidre indica que la cohesió interna de l'aigua és menor que l'adhesió entre l'aigua i el vidre. La pressió de l'aigua dins del tub adjacent a la superfície lliure és menor que l'atmosfèrica.

com (10)

Fig. 3. Capil·laritat

El mercuri es comporta de manera força diferent, tal com s'indica a la figura 3(b). Com que les forces de cohesió són més grans que les forces d'adhesió, l'angle de contacte és més gran i el menisc té una cara convexa a l'atmosfera i està deprimit. La pressió adjacent a la superfície lliure és més gran que l'atmosfèrica.

Els efectes de capil·laritat en manòmetres i vidres de mesura es poden evitar utilitzant tubs que no tinguin un diàmetre inferior a 10 mm.

com (11)

Bomba centrífuga de destinació d'aigua de mar

Núm. de model: ASN ASNV

Les bombes model ASN i ASNV són bombes centrífugues de doble aspiració i carcassa de voluta dividida d'una sola etapa i s'utilitzen per al transport de líquids per a obres d'aigua, circulació d'aire condicionat, edificis, reg, estacions de bombament de drenatge, centrals elèctriques, sistemes de subministrament d'aigua industrial, sistemes d'extinció d'incendis, vaixells, edificis, etc.

Pressió de vapor

Les molècules de líquid que posseeixen prou energia cinètica es projecten fora del cos principal d'un líquid a la seva superfície lliure i passen al vapor. La pressió exercida per aquest vapor es coneix com a pressió de vapor, P,. Un augment de la temperatura s'associa amb una major agitació molecular i, per tant, un augment de la pressió de vapor. Quan la pressió de vapor és igual a la pressió del gas que hi ha a sobre, el líquid bull. La pressió de vapor de l'aigua a 15 °C és d'1,72 kPa (1,72 kN/m2).

Pressió atmosfèrica

La pressió de l'atmosfera a la superfície terrestre es mesura amb un baròmetre. Al nivell del mar, la pressió atmosfèrica té una mitjana de 101 kPa i s'estandarditza en aquest valor. Hi ha una disminució de la pressió atmosfèrica amb l'altitud; per exemple, a 1.500 m es redueix a 88 kPa. L'equivalent en columna d'aigua té una alçada de 10,3 m al nivell del mar i sovint s'anomena baròmetre d'aigua. L'alçada és hipotètica, ja que la pressió de vapor de l'aigua impediria assolir un buit complet. El mercuri és un líquid baromètric molt superior, ja que té una pressió de vapor insignificant. A més, la seva alta densitat resulta en una columna d'una alçada raonable, uns 0,75 m al nivell del mar.

Com que la majoria de les pressions que es troben en hidràulica són superiors a la pressió atmosfèrica i es mesuren amb instruments que registren la pressió relativa, és convenient considerar la pressió atmosfèrica com la dada, és a dir, zero. Les pressions es coneixen llavors com a pressions manomètriques quan són superiors a la pressió atmosfèrica i pressions de buit quan són inferiors. Si es pren com a dada la pressió zero real, les pressions es diuen absolutes. Al capítol 5, on es parla de la NPSH, totes les xifres s'expressen en termes absoluts de baròmetre d'aigua, és a dir, nivell del mar = 0 bar manomètric = 1 bar absolut = 101 kPa = 10,3 m d'aigua.


Data de publicació: 20 de març de 2024