Liste de contenu
- Propriétés physiques du fluide
- Poids spécifique
- Densité
- Quelle est l'exigence d'indiquer la valeur de densité de l'essence et du diesel?
- Que se passe-t-il si la densité de l'essence ou du diesel change?
- densité
- Volume spécifique
- Compressibilité et Module de masse
- Viscosité
- Loi de viscosité de Newton
- Viscosité cinématique
- Effet de la température sur la viscosité
- Questions et réponses
- Choix multiple les questions
Propriétés physiques des fluides
Les propriétés peuvent décrire la condition physique de tout fluide. Il est essentiel de comprendre les différentes propriétés du fluide avant d'analyser le problème d'écoulement du fluide. Les propriétés peuvent être définies comme la caractéristique physique qui indique son état
Les propriétés du fluide sont globalement divisées en deux parties
Propriété intensive: c'est une propriété dont la magnitude ne dépend pas de la masse. Par exemple, pression, température, masse volumique, etc.
Propriété étendue: c'est une propriété dont la grandeur dépend de la masse. Par exemple, poids volume, masse, etc.
Poids spécifique
Le poids spécifique est défini comme le poids par unité de volume
W = w / v
Ici w est le poids du fluide,
V est le volume de fluide.
Comme nous le savons, le poids du corps est le forcer du corps au centre de la terre.
Elle s'exprime comme la multiplication de la masse du corps et de l'accélération gravitationnelle. La valeur de g est mesurée au niveau de la mer 9.8 m / s2
Le poids est une force, donc l'unité de poids est Newton (N). L'unité de volume est le m3
Par conséquent, l'unité de poids spécifique est N / m3
Le poids spécifique de l'eau est de 9810 N / m3 à une pression standard de 760 mm de mercure et à une température de 4 ° C.
Le poids spécifique de l'eau de mer est de 10000-10105 N / m3.
La valeur plus élevée du poids spécifique dans l'eau de mer est due au sel dissous et aux particules solides. Le poids spécifique de Mercure est 13 fois supérieur à celui de l'eau. L'air a un poids spécifique d'environ 11.9 N / m3 (à température 15 ° C et pression atmosphérique standard).
Comme le poids spécifique dépend de l'accélération gravitationnelle, sa valeur change avec la gravité.
Densité
La densité, le symbole de la densité, est rho (?). La définition standard de la densité est la masse par unité de volume.
En d'autres termes, on peut dire qu'il s'agit d'une question (quantité) de stockage de fluide dans le volume donné.
ρ = m / V
Ici, m est la masse de fluide, V indique le volume de fluide,
On sait que l'unité de masse est en kg et l'unité de volume est en m3
Donc, l'unité de densité est prise en kg / m3
La masse volumique de l'eau à 15.5 ° C est de 1000 kg / m3
La masse volumique de l'air est de 1.24 kg / m3 à température standard 20 ° C et pression atmosphérique normale.
J'ai une question pratique pour vous. Vous visitez fréquemment la pompe à essence remplissant l'essence de votre vélo ou de votre voiture. Vous avez remarqué que la densité de l'essence ou du diesel est indiquée sur l'écran. Maintenant, comprenez bien ma question,
Quelle est l'exigence d'indiquer la valeur de densité de l'essence et du diesel? Que se passe-t-il si la densité de l'essence ou du diesel change?
Pensez-y en tant qu'ingénieur et trouvez une réponse.
densité
La gravité spécifique est bien définie comme le rapport de la masse volumique ou du poids spécifique du fluide à la masse volumique ou au poids spécifique du fluide standard.
Ici, le fluide standard (sf) pour liquide est de l'eau à 4 ° C et le fluide standard pour les gaz est de l'air à 0 ° C.
Comme nous pouvons le voir, la gravité spécifique est le rapport de la même propriété, donc la gravité spécifique est sans unité.
Il n'y a pas de dimension de gravité spécifique.
La gravité spécifique du mercure (Hg) est généralement 13.6 fois plus élevée que celle de l'eau. Cela signifie que Mercure est 13.6 fois plus lourd que l'eau.
Volume spécifique
Le volume spécifique est réciproque de la masse volumique
Il peut être défini comme le rapport du volume et de la masse
v = V / m
Un volume pratiquement spécifique est une étude de fluide incompressible plus utile.
L'unité de volume spécifique est le m3/ kg.
Compressibilité et module de volume
L'étude de la mécanique des fluides comprend les fluides compressibles et incompressibles.
Le fluide compressible signifie qu'il obtiendra un contrat lorsque la pression est appliquée et que la suppression de la pression se dilatera.
La compressibilité est une propriété essentielle du fluide. C'est la capacité d'un fluide à modifier le volume sous pression. L'équation du coefficient de compressibilité est donnée par :
Ici le dp changement de pression appliquée et dV est un changement de volume.
Ici, le signe -ve indique qu'une augmentation de pression entraîne une réduction de volume Le coefficient de compressibilité est symbolisé par Βc.
Généralement, dans cette mesure, la compressibilité du fluide est représentée par son module d'élasticité volumique et le module d'élasticité volumique est considéré comme l'inverse du coefficient de compressibilité.
Viscosité
La viscosité peut être définie comme étant la propriété du fluide par laquelle il exerce une résistance à l'écoulement.
Pratiquement, si nous prenons un exemple, le fluide s'écoule sur toute surface solide ou surface plane. La vitesse du fluide est considérée comme négligeable (zéro) à la limite de la surface solide, et la vitesse augmente loin de la limite de la surface solide. Les couches fluides offrent une résistance les unes aux autres. C'est un type de friction entre les couches de fluide.
Supposons que nous observions le profil de vitesse dans les couches de fluide. La vitesse se trouve moindre près de la surface solide. La vitesse est plus élevée au niveau de la couche externe, loin de la limite de surface solide. Cela se produit en raison de la résistance interne et on parle de résistance visqueuse. Tout vrai fluide possède de la viscosité. Comme nous le savons, ce fluide idéal n'a pas de viscosité. Quelques exemples de fluides très visqueux sont la glycérine, le goudron et la mélasse, etc.
Les fluides à plus faible viscosité sont l'air, l'eau, l'essence, etc.
Loi de viscosité de Newton
Considérons deux couches adjacentes à distance dy,
La vitesse de la couche 1 est u,
La vitesse de la couche 2 est u + du,
La couche supérieure coule avec la vitesse u + du. La couche supérieure offre une résistance à la couche inférieure en exerçant une force F. La couche inférieure fournit également une résistance à la couche supérieure avec une force égale et opposée F. Ces deux forces opposées génèrent une résistance au cisaillement.
Il est désigné par τ résistance au cisaillement. Il est proportionnel au gradient de vitesse.
Si nous supprimons la limite proportionnelle, pouvons-nous avoir à mettre une constante?
Ici, la constante de proportionnalité ou facteur de proportionnalité est μ
Il est reconnu comme le coefficient de viscosité. La valeur du coefficient de viscosité dépend du type de surface et de la rugosité de la surface.
Cette équation est largement connue sous le nom de loi de viscosité de Newton.
Il y a une observation basée sur cette loi. Ces observations sont utiles pour étudier la viscosité et la distribution de la vitesse.
La contrainte de cisaillement est que le gradient de vitesse maximum est élevé.
Lorsque le gradient de vitesse est nul, la contrainte de cisaillement est également nulle.
La valeur de la contrainte de cisaillement est maximale à la limite, et elle diminuera simultanément à partir de la limite.
L'unité de viscosité peut être formulée à partir de la loi de viscosité de Newton.
Ici, N / m2 est pris comme Pascal (Pa). Parfois, le coefficient de viscosité dynamique est pris en équilibre (P).
1 Poise = 0.1 Pa * s
La viscosité dynamique de l'eau est de 1 centipoise (cP) = 10-3 N s / m2
La viscosité dynamique de l'air est de 0.0181 centipoise = 0.0181 * 10-3 N s / m2
L'eau est 55 fois plus dense que l'air.
La valeur donnée est à la température standard de 20 ° C et à la pression atmosphérique.
Viscosité cinématique
La viscosité cinématique est bien définie comme le rapport entre la viscosité dynamique et la densité.
L'unité de viscosité cinématique est formulée comme suit:
v = μ / ρ
Comme nous le savons, cette métrique n'implique aucune force ou énergie, donc l'unité de viscosité cinématique uniquement de longueur et de temps.
Cette unité est communément appelée stokes.
La viscosité cinématique de l'eau est de 10 augmentée à moins 6 mètres carrés par seconde
La viscosité cinématique de l'air est de 15
La valeur est à la température standard de 20 ° C et à la pression atmosphérique.
La viscosité cinématique de l'air est 15 fois supérieure à celle de l'eau.
Effet de la température sur la viscosité
L'effet de la temp. La valeur de la viscosité est différente dans le liquide et le gaz.
Si l'on considère que le fluide est un liquide, la valeur de viscosité dynamique diminue avec une augmentation de la température
Supposons que le fluide soit du gaz; la valeur de la viscosité augmente avec l'augmentation de la température.
Voyons pourquoi
Dans le liquide, les molécules sont plus proches que les gaz.
La viscosité est principalement due à la cohésion moléculaire. La cohésion moléculaire diminue avec l'augmentation de la température.
Une relation empirique est développée pour expliquer la variation de viscosité due à la température.
Pour liquide:
Ici, μ est la viscosité à la température souhaitée t ° C.
μ0 est la viscosité à 0 ° C
A, B sont la constante et leur valeur dépend du liquide utilisé.
Pour l'eau μ0= 0.0179 équilibre, A = 0.03368, B = 0.000221
Pour les gaz:
Ici, μt est la viscosité à la température souhaitée t ° C.
μ0 est la viscosité à 0 ° C
α, β sont la constante et sa valeur dépend du gaz utilisé
Pour l'air. μ0= 1.7 * 10-5 Ns / m2, α = 0.56 * 10-7, β = 0.1189 * 10-9
Questions et réponses
Qu'est-ce qu'une propriété intensive?
C'est la propriété d'un fluide dont la grandeur ne dépend pas de la masse ou de la matière.
Quel est le poids du corps? Est-ce un type de force?
Oui, le poids est la force. Le poids du corps est la force du corps au centre de la terre.
Pourquoi la gravité spécifique est-elle sans unité?
La gravité spécifique est le rapport de la densité du fluide à la densité du fluide standard. Cela signifie que le rapport des types similaires. Il n'y a donc pas d'unité de gravité spécifique.
Quel type d'étude nécessite l'utilisation d'un volume spécifique?
L'étude du fluide compressible nécessite l'utilisation de propriétés volumiques spécifiques.
Qu'est-ce que la compressibilité?
La compressibilité est la propriété importante du fluide. C'est la capacité du fluide à changer de volume sous pression.
Quelle est la signification du signe négatif dans l'équation de compressibilité?
Le signe négatif indique que l'augmentation de la pression entraîne une diminution du volume.
Demandez l'observation basée sur la loi de viscosité de Newton.
La contrainte de cisaillement est le gradient de vitesse maximal est élevé
Lorsque le gradient de vitesse est nul, contrainte de cisaillement est aussi nul
La valeur de la contrainte de cisaillement est maximale à la limite, et elle diminuera simultanément à partir de la limite.
Définissez la viscosité cinématique. Pourquoi l'unité comprend-elle uniquement des dimensions de longueur et de temps?
La viscosité cinématique est représentée par le rapport entre la viscosité dynamique et la densité. Nous savons que la cinématique n'implique aucune force ou énergie, donc l'unité de viscosité cinématique uniquement de longueur et de temps.
Quel est l'effet de temp. sur fluide gazeux?
Si le fluide est gazeux, alors la valeur de la viscosité augmente avec une augmentation de la température.
Donnez quelques exemples de fluide très visqueux.
Des exemples de fluides très visqueux sont la glycérine, le goudron et la mélasse, etc.
Quelles sont les valeurs des constantes en corrélation pour «l'effet de la température sur la viscosité des gaz?
μ0 est la viscosité à 0 ° C
α, β sont la constante et sa valeur dépend du gaz utilisé
Pour l'air. μ0= 1.7 * 10-5 Ns / m2, α = 0.56 * 10-7, β = 0.1189 * 10-9
Questions à choix multiple
Laquelle des propositions suivantes est une propriété étendue?
a) Pression b) Masse volumique c) Volume d) Température
Donnez l'unité de poids spécifique.
a) N / m b) N / m2 c) N / m3 d) m / N
Quelle est la valeur du poids spécifique de l'eau de mer (dans des conditions standard)?
a) 10000 à 10105 N / m3 b) 20000 à 20105 N / m3 c) 1000 à 1105 N / m3 d) Aucune des réponses ci-dessus
Combien de fois Mercure est-il plus lourd que l'eau?
a) 11 b) 12 c) 13 d) 14
Quelle est la densité de l'eau à 15.5° C en kg / m3
a) 994 b) 1000 c) 1500 d) 846
La gravité spécifique est le rapport de la masse volumique du fluide à la masse volumique de _______
a) Fluide compressible b) Fluide incompressible c) Fluide standard d) Aucun
Le volume spécifique est réciproque de__________
a) Poids spécifique b) Viscosité c) Masse volumique d) Gravité spécifique
Le module d'élasticité en vrac est réciproque de ___________
a) Coefficient de viscosité b) Coefficient de performance c) Coefficient de compressibilité d) Aucun
La viscosité peut être définie comme la résistance à ________
a) L'écoulement d'un fluide b) Flux de courant c) Flux de température d) Pression
Quelle est l'unité de viscosité cinématique?
a) N / m b) m / s c) m3/Dakota du Sud) m2/s
Si le fluide est liquide, la valeur de la viscosité dynamique sera ________ avec l'augmentation de la température du liquide.
a) Augmenter b) Diminue c) être constant d) Rien de tout cela
La cohésion moléculaire diminue avec la température ________.
a) Améliore b) Diminuer c) Rester constant d) Aucun
Conclusion
Cet article est le concept de diverses propriétés et leur relation. Les propriétés telles que le poids spécifique, la masse volumique, la gravité spécifique et le volume spécifique sont définies avec l'unité. Le concept de viscosité et la loi de viscosité de Newton sont décrits en détail avec ses équations. Le phénomène le plus important, l'effet de la température sur la viscosité du fluide, est discuté pour rendre le concept plus facile à comprendre.
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Je m'appelle Deepak Kumar Jani, je poursuis un doctorat en mécanique et énergie renouvelable. J'ai cinq ans d'expérience en enseignement et deux ans en recherche. Mes domaines d'intérêt sont le génie thermique, l'ingénierie automobile, la mesure mécanique, le dessin technique, la mécanique des fluides, etc. J'ai déposé un brevet sur « L'hybridation de l'énergie verte pour la production d'électricité ». J'ai publié 17 articles de recherche et deux livres.
Je suis heureux de faire partie de Lambdageeks et j'aimerais présenter une partie de mon expertise de manière simpliste aux lecteurs.
Outre les universitaires et la recherche, j'aime me promener dans la nature, capturer la nature et sensibiliser les gens à la nature.
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