Vifungo kati ya chembe za kioevu, kama tunavyojua, ni dhaifu kuliko kati ya molekuli katika ngumu. Kwa hiyo, inapaswa kutarajiwa kuwa wakati huo huo inapokanzwa, vinywaji hupanua kwa kiwango kikubwa zaidi kuliko yabisi. Kwa kweli hii inathibitishwa na uzoefu.
Jaza chupa kwa shingo nyembamba na ndefu na kioevu cha rangi (maji au bora zaidi, mafuta ya taa) hadi nusu ya shingo na uweke alama ya kiwango cha kioevu na pete ya mpira. Baada ya hayo, punguza chupa ndani ya chombo na maji ya moto. Kwanza, kupungua kwa kiwango cha kioevu kwenye shingo ya chupa kitaonekana, na kisha kiwango kitaanza kuongezeka na kuongezeka kwa kiasi kikubwa juu ya awali. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba chombo kwanza kinapokanzwa na kiasi chake kinaongezeka. Kwa sababu ya hili, kiwango cha kioevu kinapungua. Kisha kioevu huwashwa moto. Kupanua, sio tu kujaza kiasi kilichoongezeka cha chombo, lakini pia kinazidi kiasi hiki. Kwa hiyo, vinywaji hupanua zaidi kuliko yabisi.
Viwango vya joto vya upanuzi wa ujazo wa vimiminika ni kubwa zaidi kuliko mgawo wa upanuzi wa ujazo. yabisi; wanaweza kufikia thamani ya 10 -3 K -1.
Kioevu hawezi kuwashwa bila kupokanzwa chombo ambacho iko. Kwa hiyo, hatuwezi kuchunguza upanuzi wa kweli wa kioevu kwenye chombo, kwani upanuzi wa chombo unapunguza ongezeko la dhahiri la kiasi cha kioevu. Hata hivyo, mgawo wa upanuzi wa volumetric wa kioo na vitu vingine vikali ni kawaida chini ya mgawo wa upanuzi wa volumetric wa kioevu, na kwa vipimo visivyo sahihi sana, ongezeko la kiasi cha chombo kinaweza kupuuzwa.
Vipengele vya upanuzi wa maji
Kioevu cha kawaida duniani - maji - ina mali maalum ambayo huitofautisha na vinywaji vingine. Wakati maji yanapokanzwa kutoka 0 hadi 4 ° C, kiasi haizidi, lakini hupungua. Tu kutoka 4 °C kiasi cha maji huanza kuongezeka wakati inapokanzwa. Kwa 4 ° C, kwa hiyo, kiasi cha maji ni kidogo na wiani ni upeo *. Mchoro 9.4 unaonyesha utegemezi wa takriban wa msongamano wa maji kwenye joto.
* Data hizi hurejelea maji safi (ya kemikali safi). U maji ya bahari msongamano wa juu zaidi huzingatiwa kwa takriban 3 ° C.
Mali hii maalum ya maji ina ushawishi mkubwa juu ya asili ya kubadilishana joto katika hifadhi. Wakati wa baridi ya maji, awali wiani tabaka za juu huongezeka na hupungua. Lakini baada ya hewa kufikia joto la 4 ° C, baridi zaidi tayari hupunguza wiani, na tabaka za baridi za maji zinabaki juu ya uso. Kama matokeo, katika hifadhi za kina, hata kwa joto la chini sana la hewa, maji yana joto la karibu 4 ° C.
Kiasi cha miili ya kioevu na imara huongezeka kwa uwiano wa moja kwa moja na ongezeko la joto. Ukosefu wa kawaida hugunduliwa katika maji: wiani wake ni wa juu 4 °C.
§ 9.4. Uhasibu na matumizi ya upanuzi wa joto wa miili katika teknolojia
Ingawa vipimo vya mstari na ujazo wa miili hubadilika kidogo na mabadiliko ya joto, hata hivyo mabadiliko haya mara nyingi yanapaswa kuzingatiwa katika mazoezi; wakati huo huo, jambo hili linatumiwa sana katika maisha ya kila siku na teknolojia.
Kuzingatia upanuzi wa joto wa miili
Mabadiliko katika saizi ya vitu vikali kwa sababu ya upanuzi wa mafuta husababisha kuonekana kwa nguvu kubwa za elastic ikiwa miili mingine itazuia mabadiliko haya kwa saizi. Kwa mfano, boriti ya daraja la chuma iliyo na sehemu ya msalaba ya 100 cm2, inapokanzwa kutoka -40 ° C wakati wa baridi hadi +40 ° C wakati wa majira ya joto, ikiwa viunga vinazuia urefu wake, husababisha shinikizo kwenye viunga (mvuto) hadi 1.6 10 8 Pa, i.e. kwenye viunga kwa nguvu ya 1.6 10 6 N.
Thamani zilizotolewa zinaweza kupatikana kutoka kwa sheria na fomula ya Hooke (9.2.1) ya upanuzi wa joto wa miili.
Kulingana na sheria ya Hooke, mkazo wa mitambo 
, wapi 
- urefu wa jamaa, a E- Moduli ya Vijana. Kulingana na (9.2.1) 
. Kubadilisha thamani hii ya urefu wa jamaa katika fomula ya sheria ya Hooke, tunapata
(9.4.1)
Chuma kina moduli ya Young E= 2.1 10 11 Pa, mgawo wa joto wa upanuzi wa mstari α 1 = 9 10 -6 K -1. Kubadilisha data hizi kuwa usemi (9.4.1), tunapata hiyo kwa Δ t = 80 °C mkazo wa mitambo σ = 1.6 10 8 Pa.
Kwa sababu S = 10 -2 m 2, kisha nguvu F = σ = 1.6 10 6 N.
Ili kuonyesha nguvu zinazoonekana wakati fimbo ya chuma inapoa, unaweza kufanya jaribio lifuatalo. Hebu tufanye joto la fimbo ya chuma na shimo kwenye mwisho ambao fimbo ya chuma iliyopigwa imeingizwa (Mchoro 9.5). Kisha tunaingiza fimbo hii kwenye msimamo mkubwa wa chuma na grooves. Wakati kilichopozwa, mikataba ya fimbo, na nguvu hizo kubwa za elastic hutokea ndani yake kwamba fimbo ya chuma iliyopigwa huvunja.
Upanuzi wa joto wa miili lazima uzingatiwe wakati wa kuunda miundo mingi. Uangalifu lazima uchukuliwe ili kuhakikisha kuwa miili inaweza kupanuka kwa uhuru au kupunguzwa kadiri halijoto inavyobadilika.
Kwa mfano, ni marufuku kuvuta waya za telegraph kwa ukali, pamoja na waya za mstari wa nguvu kati ya misaada. Katika msimu wa joto, sagging ya waya ni kubwa zaidi kuliko wakati wa msimu wa baridi.
Mabomba ya mvuke ya chuma, pamoja na mabomba ya kupokanzwa maji, yanapaswa kuwa na vifaa vya bends (compensators) kwa namna ya loops (Mchoro 9.6).
Mkazo wa ndani unaweza kutokea wakati mwili wa homogeneous umepashwa joto bila usawa. Kwa mfano, Chupa ya kioo au glasi iliyotengenezwa kwa glasi nene inaweza kupasuka ikiwa itamiminwa ndani yao maji ya moto. Awali ya yote, sehemu za ndani za chombo kinachowasiliana na maji ya moto huwashwa. Wanapanua na kuweka shinikizo nyingi kwenye sehemu za nje za baridi. Kwa hiyo, uharibifu wa chombo unaweza kutokea. Kioo nyembamba haina kupasuka wakati maji ya moto hutiwa ndani yake, kwa kuwa sehemu zake za ndani na za nje zina joto kwa usawa haraka.
Kioo cha Quartz kina mgawo wa joto la chini sana la upanuzi wa mstari. Kioo kama hicho kinaweza kuhimili joto la kutofautiana au baridi bila kupasuka. Kwa mfano, maji baridi yanaweza kumwagika kwenye chupa ya glasi ya quartz nyekundu-moto, wakati chupa iliyofanywa kwa kioo cha kawaida itapasuka wakati wa majaribio hayo.
Nyenzo zisizo sawa chini ya kupokanzwa na kupoeza mara kwa mara zinapaswa kuunganishwa pamoja ikiwa vipimo vyake vinabadilika sawa na mabadiliko ya joto. Hii ni muhimu sana kwa saizi kubwa za bidhaa. Kwa mfano, chuma na saruji hupanua kwa usawa wakati wa joto. Ndiyo maana saruji iliyoimarishwa imeenea - chokaa cha saruji kilichoimarishwa hutiwa ndani ya kimiani ya chuma - kuimarisha (Mchoro 9.7). Ikiwa chuma na saruji zilipanuliwa tofauti, basi kutokana na mabadiliko ya joto ya kila siku na ya kila mwaka, muundo wa saruji ulioimarishwa utaanguka hivi karibuni.
Mifano michache zaidi. Kondakta za chuma zinazouzwa kwenye mitungi ya glasi ya taa za umeme na taa za redio zinatengenezwa kwa aloi (chuma na nikeli) ambayo ina mgawo sawa wa upanuzi kama glasi, vinginevyo glasi ingepasuka wakati chuma kilipokanzwa. Enamel inayotumiwa kufunika sahani na chuma ambayo sahani hizi hufanywa lazima iwe na mgawo sawa wa upanuzi wa mstari. Vinginevyo, enamel itapasuka wakati sahani zimefunikwa na joto na baridi.
Nguvu kubwa pia inaweza kuendelezwa na kioevu ikiwa inapokanzwa kwenye chombo kilichofungwa ambacho hairuhusu kioevu kupanua. Nguvu hizi zinaweza kusababisha uharibifu wa vyombo vyenye maji. Kwa hiyo, mali hii ya kioevu pia inapaswa kuzingatiwa. Kwa mfano, mifumo ya bomba la kupokanzwa maji ya moto daima ina vifaa vya tank ya upanuzi iliyounganishwa na juu ya mfumo na inakabiliwa na anga. Wakati maji yanapokanzwa katika mfumo wa bomba, sehemu ndogo ya maji hupita ndani tank ya upanuzi, na hii huondoa hali ya mkazo ya maji na mabomba. Kwa sababu hiyo hiyo, kibadilishaji cha nguvu kilichopozwa na mafuta kina tank ya upanuzi wa mafuta hapo juu. Joto linapoongezeka, kiwango cha mafuta katika tanki huongezeka, na mafuta yanapopoa, hupungua.
Upanuzi wa joto wa kioevu inamaanisha kuwa inaweza kubadilisha kiasi chake wakati hali ya joto inabadilika. Mali hii ina sifa ya mgawo wa joto wa upanuzi wa volumetric , inayowakilisha mabadiliko ya jamaa katika kiasi cha kioevu wakati hali ya joto inabadilika na kitengo kimoja (kwa 1 o C) na kwa shinikizo la mara kwa mara:
Kwa mlinganisho na mali ya kukandamiza ya kioevu, tunaweza kuandika
au kupitia msongamano
Mabadiliko ya kiasi na mabadiliko ya joto hutokea kutokana na mabadiliko ya wiani.
Kwa vimiminika vingi mgawo t hupungua kwa shinikizo la kuongezeka. Mgawo t na kupungua kwa wiani wa bidhaa za petroli kutoka 920 kabla 700 kg/m 3 huongezeka kutoka 0,0006 kabla 0,0008 ; kwa maji ya majimaji t kawaida huchukuliwa kuwa huru na joto. Kwa vinywaji hivi, shinikizo la kuongezeka kutoka anga hadi 60 MPa inaongoza kwa ukuaji t karibu 10 – 20 % . Aidha, joto la juu la maji ya kazi, ongezeko kubwa zaidi t . Kwa maji yenye shinikizo la kuongezeka kwa joto hadi 50 O C t hukua, na kwa joto la juu 50 O C hupungua.
Kufutwa kwa gesi
Kufutwa kwa gesi - uwezo wa kioevu kunyonya (kufuta) gesi katika kuwasiliana nayo. Vimiminika vyote hunyonya na kufuta gesi kwa kiwango kimoja au kingine. Mali hii ina sifa mgawo wa umumunyifu k R .
E 
Ikiwa katika chombo kilichofungwa kioevu kinawasiliana na gesi kwa shinikizo P
1
, basi gesi itaanza kufuta katika kioevu. Baada ya muda
kioevu kitajaa gesi na shinikizo kwenye chombo litabadilika. Mgawo wa umumunyifu unahusiana na mabadiliko ya shinikizo katika chombo na kiasi cha gesi iliyoyeyuka na kiasi cha kioevu kama ifuatavyo.
Wapi V G - kiasi cha gesi iliyoyeyuka katika hali ya kawaida;
V na - kiasi cha kioevu,
P 1 Na P 2 - shinikizo la gesi la awali na la mwisho.
Mgawo wa umumunyifu hutegemea aina ya kioevu, gesi na joto.
Kwa joto 20 ºС na shinikizo la anga, maji yana karibu 1,6% hewa iliyoyeyushwa kwa kiasi ( k uk = 0,016 ) Kwa kuongezeka kwa joto kutoka 0 kabla 30 ºС mgawo wa umumunyifu wa hewa katika maji hupungua. Mgawo wa umumunyifu wa hewa katika mafuta kwenye joto 20 ºС sawa na takriban 0,08 – 0,1 . Oksijeni ina umumunyifu wa juu zaidi kuliko hewa, hivyo maudhui ya oksijeni katika hewa iliyoyeyushwa katika kioevu ni takriban 50% juu kuliko katika anga. Wakati shinikizo linapungua, gesi hutolewa kutoka kwa kioevu. Mchakato wa mageuzi ya gesi ni makali zaidi kuliko kufutwa.
Kuchemka
Kuchemsha ni uwezo wa kioevu kubadilika kuwa hali ya gesi. Vinginevyo, mali hii ya vinywaji inaitwa tete .
Kioevu kinaweza kuchemshwa kwa kuongeza joto hadi viwango vya juu kuliko kiwango cha kuchemsha kwa shinikizo fulani, au kwa kupunguza shinikizo kwa maadili chini ya shinikizo. mvuke ulijaa uk np kioevu kwa joto fulani. Uundaji wa Bubbles wakati shinikizo linapungua kwa shinikizo la mvuke iliyojaa inaitwa kuchemsha baridi.
Kioevu ambacho gesi iliyoyeyushwa ndani yake imeondolewa inaitwa degassed. Katika kioevu kama hicho, kuchemsha haitokei hata kwa joto la juu kuliko kiwango cha kuchemsha kwa shinikizo fulani.
15.07.2012
Mali ya kimwili ya mafuta ya majimaji na athari zao juu ya sifa za utendaji
1. Viscosity, sifa za viscosity-joto
Mnato ni kigezo muhimu zaidi cha kutathmini uwezo wa kubeba mzigo wa mafuta ya majimaji. Mnato hutofautishwa na viashiria vya nguvu na vya kinematic.
Mafuta ya kulainisha ya viwandani na mafuta ya majimaji yanaainishwa kulingana na ISO madarasa ya mnato kulingana na mnato wao wa kinematic, ambayo kwa upande wake inaelezewa kama uwiano wa mnato wa nguvu kwa msongamano. Joto la marejeleo ni 40 °C. Kitengo rasmi cha kipimo ( St) kwa mnato wa kinematic ni m 2 / s, na katika tasnia ya kusafisha mafuta kitengo cha kipimo cha mnato wa kinematic ni. cSt(sentistoki) au mm 2 / s. Uainishaji wa mnato ISO, DIN 51519 kwa viwanda vya kioevu vilainishi inaelezea darasa 18 (madarasa) ya mnato kutoka 2 hadi 1500 mm 2 / s kwa joto la 40 ° C. Kila daraja imedhamiriwa na mnato wake wa wastani kwa 40 °C na kwa kupotoka kwa ± 10% kutoka kwa thamani hii. Utegemezi wa mnato-joto una umuhimu mkubwa kwa mafuta ya majimaji. Mnato huongezeka sana joto linavyopungua na kupungua kadri halijoto inavyoongezeka. Kwa maana ya vitendo, mnato wa maji ya kizingiti (mnato unaoruhusiwa wakati wa kuanza, takriban 800-2000 mm 2 / s) inahitajika kwa matumizi katika pampu. aina mbalimbali. Viscosity ya chini inaruhusiwa kwa joto la juu imedhamiriwa na mwanzo wa awamu ya msuguano wa mipaka. Viscosity ya chini haipaswi kuwa chini kuliko 7-10 mm 2 / s ili kuepuka kuvaa isiyokubalika ya pampu na motors. Miindo kwenye grafu za mnato-joto huelezea utegemezi wa mnato wa vimiminika vya majimaji kwenye halijoto. Katika hali ya mstari V-T- curves ni hyperbolic. Kwa mabadiliko ya hisabati haya B-T- curves inaweza kuwakilishwa kama mistari iliyonyooka. Mistari hii inaruhusu uamuzi sahihi wa mnato juu ya anuwai ya joto. Kielezo cha mnato (VI) ni kigezo B-T-tegemezi, na V-T- curve - gradient kwenye grafu. Ya juu ya VI ya maji ya majimaji, ndogo ya mabadiliko ya viscosity na mabadiliko ya joto, yaani, gorofa zaidi B-T- curve. Mafuta ya hydraulic kulingana na mafuta ya madini kawaida huwa na VI ya asili ya 95-100. Mafuta ya hydraulic ya syntetisk kulingana na esta yana kizuizi cha VI cha 140-180, na polyglycols zina VI asili ya 180-200 (Mchoro 1)
Fahirisi ya mnato pia inaweza kuongezwa kwa kutumia viungio (viungio vya polima ambavyo lazima viwe shwari) vinavyoitwa viboreshaji vya VI au viungio vya mnato. Mafuta ya majimaji ya juu VI hutoa kuanzia kwa urahisi, kupunguza hasara ya utendaji katika halijoto ya chini iliyoko, na ulinzi ulioboreshwa wa kuziba na kuvaa katika halijoto ya juu ya uendeshaji. Mafuta ya index ya juu yanaboresha ufanisi wa mfumo na kupanua maisha ya vipengele vilivyo chini ya kuvaa (juu ya viscosity katika joto la uendeshaji, ni bora zaidi ya sababu ya kiasi).
2. Utegemezi wa viscosity juu ya shinikizo
Utegemezi wa shinikizo la viscosity ya lubricant ni wajibu wa uwezo wa kubeba mzigo wa filamu ya lubricant. Viscosity ya nguvu ya vyombo vya habari vya kioevu huongezeka kwa shinikizo la kuongezeka. Chini ni njia ya kudhibiti utegemezi wa viscosity yenye nguvu kwenye shinikizo kwa joto la mara kwa mara.
Utegemezi wa mnato juu ya shinikizo, ambayo ni kuongezeka kwa mnato kadiri shinikizo inavyoongezeka, ina ushawishi chanya juu ya mzigo maalum (kwa mfano, kwenye fani), kwa sababu mnato wa filamu ya kulainisha huongezeka chini ya ushawishi wa shinikizo la juu la sehemu kutoka 0 hadi 2000 atm. Mnato HFC kioevu huongezeka mara mbili, mafuta ya madini - mara 30, ndani HFD kioevu - mara 60. Hii inaelezea maisha mafupi ya huduma ya fani za roller ikiwa zimetiwa mafuta ( HFA, HFC) mafuta ya kulainisha kwa msingi wa maji. Katika Mtini. 2. na 3 zinaonyesha utegemezi wa viscosity juu ya shinikizo kwa maji mbalimbali ya majimaji.
Sifa za mnato-joto pia zinaweza kuelezewa na usemi wa kielelezo:
η = η ο · e α P ,
Ambapo η ο ni mnato unaobadilika katika shinikizo la angahewa, α ni mgawo wa uhusiano wa "mnato-shinikizo", R-shinikizo. Kwa HFCα = 3.5 · 10 -4 atm -1;
Kwa HFDα = 2.2·10 -3 atm -1; Kwa HLPα = 1.7 · 10 -3 atm -1
3. Msongamano
Hasara za maji ya majimaji katika bomba na katika vipengele vya mfumo wa majimaji ni sawia moja kwa moja na msongamano wa maji. Kwa mfano, upotezaji wa shinikizo ni sawia moja kwa moja na msongamano:
Δ P= (ρ/2) ξ Na 2 ,
Ambapo ρ ni msongamano wa maji, ξ ni mgawo wa buruta, Na ni kasi ya mtiririko wa maji, na Δ P- kupoteza shinikizo.
Msongamano ρ ni wingi kwa kila kitengo cha ujazo wa kioevu.
ρ = m/V(kg/m3).
Uzito wa maji ya majimaji hupimwa kwa joto la 15 ° C. Inategemea joto na shinikizo, kwani kiasi cha kioevu huongezeka kwa joto la kuongezeka. Kwa hivyo, mabadiliko ya kiasi cha kioevu kama matokeo ya kupokanzwa hufanyika kulingana na equation
Δ V=V·β halijoto Δ T,
Ni nini husababisha mabadiliko katika wiani:
Δρ = ρ·β temp Δ T.
Katika hali ya hydrostatic kwa joto kutoka -5 hadi +150 ° C, inatosha kutumia formula ya mstari kwa equation hapo juu. Mgawo wa upanuzi wa ujazo wa joto β unaweza kutumika kwa aina zote za vimiminika vya majimaji.
Kwa kuwa mgawo wa upanuzi wa mafuta ya mafuta ya madini ni takriban 7 10 -4 K -1, kiasi cha maji ya majimaji huongezeka kwa 0.7% ikiwa joto lake linaongezeka kwa 10 ° C. Katika Mtini. Mchoro wa 5 unaonyesha utegemezi wa kiasi cha maji ya majimaji kwenye joto.
Uhusiano wa msongamano wa shinikizo la maji ya majimaji unapaswa pia kujumuishwa katika tathmini ya hydrostatic, kwani mgandamizo wa maji huathiri vibaya hali zao. sifa za nguvu. Utegemezi wa wiani juu ya shinikizo unaweza kusoma tu kutoka kwa curves sambamba (Mchoro 6).
4. Compressibility
Mchanganyiko wa maji ya majimaji kulingana na mafuta ya madini hutegemea joto na shinikizo. Kwa shinikizo hadi 400 atm na joto hadi 70 ° C, ambayo ni mipaka ya mifumo ya viwanda, compressibility ni muhimu kwa mfumo. Majimaji ya majimaji yanayotumika katika mifumo mingi ya majimaji yanaweza kuzingatiwa kuwa hayawezi kubana. Hata hivyo, kwa shinikizo kutoka kwa 1000 hadi 10,000 atm, mabadiliko katika ukandamizaji wa kati yanaweza kuzingatiwa. Mfinyazo unaonyeshwa na mgawo β au moduli M(Mchoro 7, M = KWA).
M= 1/β atm = 1/β · 10 5 N · m 2 = 1/β · 10 5 Pa.
Mabadiliko ya sauti yanaweza kuamua kwa kutumia equation
Δ V=V · β( P max - R mwanzo)
Ambapo Δ V- mabadiliko ya kiasi; R upeo - shinikizo la juu;R kuanza - shinikizo la awali.
5. Umumunyifu wa gesi, cavitation
Hewa na gesi zingine zinaweza kuyeyuka katika kioevu. Kioevu kinaweza kunyonya gesi hadi kufikia kiwango cha kueneza. Hii haipaswi kuathiri vibaya utendaji wa kioevu. Umumunyifu wa gesi katika kioevu hutegemea vipengele vya msingi vya aina ya gesi, shinikizo na joto. Kwa shinikizo hadi ≈300 atm. Umumunyifu wa gesi ni sawia na shinikizo na hufuata sheria ya Henry.
V G= V F· V · P/P o,
Wapi VG- kiasi cha gesi iliyoharibiwa; V F ni kiasi cha kioevu, R o - Shinikizo la anga, P- shinikizo la maji; α V ni mgawo wa usambazaji wa Bunsen (1.013 mbar, 20 °C).
Uwiano wa Bunsen unategemea sana kioevu msingi na unaonyesha ni kiasi gani (%) cha gesi huyeyushwa kwa kila kitengo cha ujazo wa kioevu. hali ya kawaida. Gesi iliyoyeyushwa inaweza kutolewa kutoka kwa giligili ya majimaji kwa shinikizo la chini la tuli (kiwango cha juu cha mtiririko na mkazo mkubwa wa kukata manyoya) hadi hatua mpya ya kueneza ifikiwe. Kiwango ambacho gesi huacha kioevu kwa kawaida ni kikubwa zaidi kuliko kiwango ambacho gesi inachukuliwa na kioevu. Gesi kuacha kioevu kwa namna ya Bubbles mabadiliko ya compressibility ya kioevu kwa njia sawa na Bubbles hewa. Hata kwa shinikizo la chini, kiasi kidogo cha hewa kinaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa kutoshikamana kwa maji. Katika mifumo ya rununu iliyo na kiwango cha juu cha mzunguko wa kioevu, yaliyomo kwenye hewa isiyoweza kufutwa inaweza kufikia maadili ya hadi 5%. Hewa hii isiyoweza kufutwa ina athari mbaya sana juu ya utendaji, uwezo wa kubeba mzigo na mienendo ya mfumo (tazama sehemu ya 6 - deaeration na sehemu ya 7 - povu). Kwa kuwa mgandamizo wa vimiminika katika mifumo kawaida hutokea haraka sana, viputo vya hewa vinaweza kuwashwa kwa ghafla joto la juu(mgandamizo wa adiabatic). Katika hali mbaya, joto la mwako wa kioevu linaweza kufikiwa na athari za microdiesel zinaweza kutokea.
Viputo vya gesi vinaweza pia kulipuka kwenye pampu kutokana na mgandamizo, ambayo inaweza kusababisha uharibifu kutokana na mmomonyoko wa udongo (wakati mwingine huitwa cavitation au pseudo-cavitation). Hali inaweza kuwa mbaya zaidi ikiwa Bubbles za mvuke huunda kwenye kioevu. Kwa hivyo, cavitation hutokea wakati shinikizo linapungua chini ya umumunyifu wa gesi au chini ya shinikizo la mvuke wa kioevu.
Cavitation hasa hutokea katika mifumo wazi na kiasi cha mara kwa mara, ambayo ni, hatari ya jambo hili ni muhimu kwa mizunguko ya kuingiza na kutoka na pampu. Sababu zake zinaweza kuwa shinikizo la chini sana kama matokeo ya upotezaji wa kasi ya mtiririko katika nyembamba sehemu za msalaba, juu ya vichungi, manifolds na valves ya kaba, kutokana na shinikizo la ziada la kuingiza au kupoteza shinikizo kutokana na viscosity ya maji mengi. Cavitation inaweza kusababisha mmomonyoko wa pampu, kupunguza ufanisi, kilele cha shinikizo na kelele nyingi.
Jambo hili linaweza kuathiri vibaya uthabiti wa vidhibiti vya koo na kusababisha kutokwa na povu kwenye vyombo ikiwa mchanganyiko wa maji-kioevu unarudishwa kwenye chombo kwa shinikizo la anga.
6. Deaeration
Majimaji ya majimaji yanaporudi kwenye hifadhi, mtiririko wa maji unaweza kubeba hewa nayo. Hii inaweza kutokea kwa sababu ya uvujaji wa bomba wakati wa kubana na utupu wa sehemu. Msukosuko katika tank au cavitation ya ndani inaonyesha kuundwa kwa Bubbles hewa katika kioevu.
Hewa iliyofungwa lazima itolewe kwenye uso wa kioevu, vinginevyo, ikiwa inaingia kwenye pampu, inaweza kusababisha uharibifu kwa vipengele vingine vya mfumo. Kasi ambayo Bubbles za hewa huinuka juu ya uso inategemea kipenyo cha Bubbles, mnato wa kioevu, na wiani na ubora wa mafuta ya msingi. Ya juu ya ubora na usafi wa mafuta ya msingi, kasi ya deaeration hutokea. Mafuta ya mnato wa chini kwa ujumla hupunguza hewa haraka kuliko mafuta ya msingi yenye mnato mwingi. Hii ni kutokana na kiwango ambacho Bubbles huinuka.
C = (ρ FL -ρ L )Χ/η,
wapi ρ FL- wiani wa kioevu; ρ L- wiani wa hewa; η-mnato wa nguvu; X ni mara kwa mara kulingana na wiani na mnato wa kioevu.
Mifumo lazima itengenezwe ili hewa isiingie kwenye kioevu na, ikiwa itaingia, Bubbles za hewa zilizoingizwa zinaweza kutoroka kwa urahisi. Maeneo muhimu ni mizinga, ambayo lazima iwe na baffles na deflectors hewa, na usanidi wa mabomba na nyaya. Viongezeo haviwezi kuwa na athari nzuri juu ya mali ya deaeration ya maji ya majimaji. Viangazio (hasa viungio vya antifoam vinavyotokana na silikoni) na vichafuzi (kama vile grisi na vizuizi vya kutu) huathiri vibaya sifa za kutolewa kwa mafuta ya majimaji. Mafuta ya madini kwa ujumla yana sifa bora za kutoa hewa kuliko vimiminika vya kuzuia moto. Tabia za deaeration HPLD maji ya majimaji yanaweza kulinganishwa na mali ya maji ya majimaji HLP.
Mtihani wa kuamua sifa za deaeration umeelezewa katika kiwango DIN 51 381. Njia hii inahusisha kuingiza hewa ndani ya mafuta. Nambari ya deaeration ni wakati inachukua kwa hewa (minus 0.2%) kuacha kioevu kwenye joto la 50 ° C chini ya hali maalum.
Uwiano wa hewa iliyotawanyika imedhamiriwa kwa kupima wiani wa mchanganyiko wa mafuta-hewa.
7. Kutoa povu
Povu ya uso hutokea wakati kiwango cha deaeration ni cha juu kuliko kiwango ambacho Bubbles za hewa hupasuka juu ya uso wa kioevu, yaani, wakati kuna Bubbles nyingi zinazoundwa kuliko kuharibiwa. Katika hali mbaya zaidi, povu hii inaweza kulazimishwa kutoka kwenye tangi kupitia mashimo au kubeba kwenye pampu. Viungio vya antifoam vilivyo na silicone au silikoni vinaweza kuongeza kasi ya kuvunjika kwa Bubble kwa kupunguza mvutano wa uso wa povu. Pia huathiri vibaya mali ya deaeration ya maji, ambayo inaweza kusababisha matatizo ya compressibility na cavitation. Kwa hiyo, viongeza vya antifoam hutumiwa katika viwango vya chini sana (≈ 0.001%). Mkusanyiko wa kiongeza cha antifoam unaweza kupungua polepole kama matokeo ya kuzeeka na utuaji nyuso za chuma, pia matatizo ya povu mara nyingi hutokea wakati wa kutumia maji ya zamani, tayari kutumika. Utangulizi wa baadaye wa nyongeza ya kupambana na povu inapaswa kufanyika tu baada ya kushauriana na mtengenezaji wa maji ya majimaji.
Kiasi cha povu inayoundwa kwenye uso wa kioevu hupimwa kwa wakati (mara moja, baada ya dakika 10) na saa. joto tofauti(25 na 95 °C). Viyoyozi, sabuni au visambazaji, vichafuzi kama vile grisi, vizuizi vya kutu, mawakala wa kusafisha, vimiminika vya kukata, bidhaa za oksidi, n.k. vinaweza kuathiri vibaya ufanisi wa viungio vya antifoam.
8. Demulsification
Demulsification ni uwezo wa giligili ya majimaji kurudisha maji yaliyoingiliwa. Maji yanaweza kuingia majimaji ya majimaji kupitia uvujaji wa kibadilisha joto, maji yaliyofupishwa kwenye hifadhi kutokana na mabadiliko makubwa katika viwango vya mafuta, uchujaji hafifu, uchafuzi wa maji kutokana na mihuri mbovu, na hali mbaya ya mazingira. Maji katika giligili ya maji yanaweza kusababisha kutu, cavitation katika pampu, kuongeza msuguano na kuvaa, na kuongeza kasi ya kuharibika kwa elastomers na plastiki. Maji ya bure yanapaswa kuondolewa kutoka kwa vyombo vya majimaji haraka iwezekanavyo kupitia mabomba ya kukimbia. Kuchafuliwa na vipozaji vyenye mumunyifu katika maji, haswa kwenye zana za mashine, kunaweza kusababisha mabaki ya kunata baada ya maji kuyeyuka. Hii inaweza kusababisha matatizo katika pampu, valves na silinda. Kioevu cha majimaji lazima haraka na kurudisha kabisa maji ambayo yameingia ndani yake. Demulsification imedhamiriwa na DIN 51,599, lakini njia hii haitumiki kwa vimiminika vya majimaji vyenye kisambaza sabuni ( DD) nyongeza. Demulsification ni wakati inachukua kutenganisha mchanganyiko wa mafuta na maji. Vigezo vya demulsification ni:
. mnato hadi 95 mm 2 / s saa 40 ° C; joto la mtihani 54 ° C;
. mnato> 95 mm 2 / s; joto 82 °C.
Katika mafuta ya majimaji yenye DD viungio, maji, vichafuzi vya kioevu na kigumu vinashikiliwa kwa kusimamishwa. Wanaweza kuondolewa kwa kutumia mifumo ya chujio inayofaa bila kutumia kazi ya majimaji ya mashine, ukiondoa athari mbaya kwa maji ya majimaji. Ndiyo maana DD Maji ya majimaji mara nyingi hutumiwa katika zana za mashine za hydrostatic na mifumo ya majimaji ya rununu.
Kwa mashine zilizo na viwango vya juu vya mzunguko, ambazo zinahitaji upatikanaji wa mara kwa mara na daima zinakabiliwa na hatari ya maji na uchafuzi mwingine, matumizi ya kusafisha maji ya majimaji ni eneo la msingi. Maji ya hydraulic yenye mali ya demulsifying yanapendekezwa kwa matumizi katika maduka ya chuma na rolling, ambapo kiasi kikubwa cha maji kipo na kiwango cha chini cha mzunguko kinaruhusu mgawanyiko wa emulsion katika tank. Mali ya demulsifying katika fomu iliyobadilishwa hutumiwa kuamua utangamano wa vifaa na mafuta ya majimaji. Kuzeeka kwa maji ya majimaji huathiri vibaya mali ya demulsifying.
9. Mimina uhakika
Sehemu ya kumwaga ni joto la chini kabisa ambalo kioevu bado ni kioevu. Sampuli ya kioevu hupozwa kwa utaratibu na kujaribiwa kwa unyevu kwa kupungua kwa joto la kila 3 °C. Vigezo kama vile uhakika wa kumwaga na mnato wa kuzuia huamua joto la chini kabisa ambalo matumizi ya kawaida ya mafuta yanawezekana.
10. Kutu ya shaba (mtihani wa sahani ya shaba)
Nyenzo za shaba na shaba hutumiwa mara nyingi katika mifumo ya majimaji. Nyenzo kama vile shaba, shaba iliyotupwa au sintered shaba hupatikana katika vipengele vya kuzaa, miongozo au vitengo vya kudhibiti, slaidi, pampu za majimaji na motors. Mabomba ya shaba kutumika katika mifumo ya baridi. Kutu ya shaba inaweza kusababisha kushindwa kwa mfumo mzima wa majimaji, hivyo mtihani wa kutu wa ukanda wa shaba unafanywa ili kutoa taarifa kuhusu kutu ya maji ya msingi na viungio vya nyenzo zenye shaba. Mbinu ya majaribio ya ulikaji wa viowevu vya majimaji vinavyotokana na madini, yaani, vimiminika vinavyoweza kuoza, kuhusiana na metali zisizo na feri inajulikana kama njia ya Linde (njia ya uchunguzi ya kupima mafuta yanayoweza kuharibika kutokana na kutu kuhusiana na aloi za shaba) ( SAE Bulletin ya Kiufundi 981516, Aprili 1998), pia inajulikana kama VDMA 24570 (VDMA 24570 - viowevu vya majimaji vinavyoweza kuharibika - athari kwenye aloi zisizo na feri 03-1999 kwa Kijerumani).
Kulingana na kiwango DIN 51 759, kutu kwenye sahani ya shaba inaweza kuwa katika mfumo wa kubadilika rangi au malezi ya flake. Sahani ya kusaga ya shaba huingizwa kwenye kioevu cha mtihani kwa muda maalum kwa joto maalum. Mafuta ya hydraulic na mafuta ya kulainisha kawaida hujaribiwa kwa joto la 100 ° C. Kiwango cha kutu kinatathminiwa katika pointi:
1 - mabadiliko kidogo ya rangi;
2 - mabadiliko ya rangi ya wastani;
3 - mabadiliko ya rangi yenye nguvu;
4 - kutu (giza).
11. Maudhui ya maji (mbinu ya Karl Fischer)
Ikiwa maji huingia kwenye mfumo wa majimaji iliyotawanywa kwa sehemu ndogo hadi inaingia kwenye awamu ya mafuta, basi kulingana na wiani wa maji ya majimaji, maji yanaweza pia kutolewa kutoka kwa awamu ya mafuta. Uwezekano huu lazima uzingatiwe wakati wa kuchukua sampuli ili kuamua maudhui ya maji.
Uamuzi wa maudhui ya maji katika mg/kg (molekuli) kwa njia ya Karl Fischer inahusisha kuanzishwa kwa ufumbuzi wa Karl Fischer kwa njia ya moja kwa moja au ya moja kwa moja.
12. Upinzani wa kuzeeka (njia ya Baader)
Hili ni jaribio la kuiga utafiti wa athari za hewa, joto na oksijeni kwenye maji ya majimaji katika mazingira ya maabara. Jaribio limefanywa ili kuharakisha kuzeeka kwa mafuta ya majimaji kwa kuongeza viwango vya joto juu ya viwango. matumizi ya vitendo, pamoja na viwango vya oksijeni mbele ya vichocheo vya chuma. Kuongezeka kwa mnato na kuongezeka kwa idadi ya asidi (asidi ya bure) hurekodiwa na kutathminiwa. Matokeo ya mtihani wa maabara yanatafsiriwa katika hali ya vitendo. Njia ya Baader ni njia ya vitendo ya kupima mafuta ya majimaji na ya kulainisha kwa kuzeeka.
Kwa kipindi fulani cha muda, sampuli huzeeka kwa joto fulani na shinikizo la mtiririko wa hewa huku mara kwa mara zikizamisha coil ya shaba katika mafuta, ambayo hufanya kama kichapuzi cha oksidi. Kulingana na DIN 51 554-3 C, CL Na CLP vinywaji na H.L., HLP, NM Mafuta ya hydraulic hujaribiwa kwa uthabiti wa oksidi kwenye joto la 95 ° C. Nambari ya saponification imeonyeshwa kwa mg KOH/g.
13. Upinzani wa kuzeeka (njia TOST)
Utulivu wa kioksidishaji wa mafuta ya turbine ya mvuke na mafuta ya majimaji yaliyo na viongeza imedhamiriwa kulingana na DIN 51 587. Mbinu TOST imetumika kwa miaka mingi kupima mafuta ya turbine na maji ya majimaji kulingana na mafuta ya madini. Katika fomu iliyobadilishwa (bila maji) kavu TOST Njia hiyo hutumiwa kuamua upinzani wa oxidative wa mafuta ya majimaji ya ester-msingi.
Kuzeeka kwa mafuta ya kulainisha kuna sifa ya kuongezeka kwa idadi ya asidi wakati mafuta yanapowekwa kwa oksijeni, maji, chuma na shaba kwa muda wa saa 1000 kwa 95 ° C (curve ya kuzeeka ya neutralization). Ongezeko la juu linaloruhusiwa la nambari ya asidi ni 2 mg KOH/g baada ya masaa 1000.
14. Nambari ya asidi (nambari ya kutoweka)
Idadi ya asidi ya mafuta ya majimaji huongezeka kutokana na kuzeeka, overheating au oxidation. Bidhaa za kuzeeka zinaweza kuwa na athari ya fujo kwenye pampu na fani za mfumo wa majimaji. Kwa hivyo nambari ya asidi ni kigezo muhimu kutathmini hali ya maji ya majimaji.
Nambari ya asidi inaonyesha kiasi cha vitu vya asidi au alkali katika mafuta ya kulainisha. Asidi ndani mafuta ya madini inaweza kuwa na athari ya fujo juu ya vifaa vya kimuundo vya mfumo wa majimaji. Maudhui ya asidi ya juu hayatakiwi kwani yanaweza kutokana na uoksidishaji.
15. Mali ya antioxidant ya kinga dhidi ya metali za chuma / feri
Sifa ya antioxidant ya turbine na mafuta ya majimaji yaliyo na viungio kuhusiana na metali za chuma/feri imedhamiriwa kwa mujibu wa kiwango.
DIN 51 585.
Maji ya majimaji mara nyingi huwa na maji yaliyotawanywa, yaliyoyeyushwa au ya bure, kwa hivyo maji ya majimaji lazima yatoe ulinzi wa kutu kwa sehemu zote zilizolowa chini ya hali zote za uendeshaji, pamoja na uchafuzi wa maji. Njia hii ya mtihani huamua utendaji wa viungio vya kuzuia kutu chini ya hali tofauti za uendeshaji.
Mafuta ya mtihani huchanganywa na maji yaliyotengenezwa (njia A) au bandia maji ya bahari(njia B), kuchochea kuendelea (kwa saa 24 kwa 60 ° C) na fimbo ya chuma iliyoingizwa kwenye mchanganyiko. Baada ya hapo, fimbo ya chuma inachunguzwa kwa kutu. Matokeo yanatuwezesha kutathmini kupambana na kutu mali ya kinga mafuta kuhusiana na vipengele vya chuma katika kuwasiliana na maji au mvuke wa maji:
Shahada ya kutu 0 inamaanisha hakuna kutu,
daraja la 1 - kutu ndogo;
daraja la 2 - kutu wastani;
shahada ya 3 - kutu kali.
16. Sifa za kuzuia kuvaa (mashine nne za mpira Shell; VKA, DIN 51350)
Mashine ya kampuni ya mipira minne Shell hutumika kupima sifa za kupambana na kuvaa na shinikizo kali la maji ya majimaji. Uwezo wa kubeba mzigo maji ya majimaji hujaribiwa chini ya hali ya msuguano wa mipaka. Njia hiyo hutumiwa kuamua maadili ya mafuta ya kulainisha na viungio ambavyo vinaweza kuhimili shinikizo kubwa chini ya hali ya msuguano wa mpaka kati ya nyuso za kuteleza. Mafuta ya kulainisha hujaribiwa katika kifaa cha mpira wa nne, ambacho kina mpira mmoja (wa kati) unaozunguka na mipira mitatu ya stationary iliyopangwa kwa pete. Chini ya hali ya majaribio ya mara kwa mara na kwa muda uliowekwa, kipenyo cha kiraka cha mawasiliano kwenye mipira mitatu ya stationary au mzigo kwenye mpira unaozunguka, ambao unaweza kuongezeka hadi kulehemu na mipira mitatu iliyobaki, hupimwa.
17. Shear utulivu wa mafuta ya kulainisha yenye polima
Ili kuboresha sifa za joto la mnato, polima huletwa ndani ya mafuta ya kulainisha na kutumika kama viungio vinavyoboresha faharisi ya mnato. Unapoongezeka uzito wa Masi vitu hivi vinazidi kuwa nyeti kwa mkazo wa mitambo, kwa mfano kwa zile zilizopo kati ya pistoni na silinda yake. Ili kutathmini utulivu wa shear ya mafuta ndani hali tofauti Kuna mbinu kadhaa za mtihani:
DIN 5350-6, njia ya mipira minne, DIN 5354-3,FZG mbinu na DIN 51 382, njia ya sindano ya mafuta ya dizeli.
Kupunguza mnato wa jamaa kwa sababu ya kukata nywele baada ya mtihani wa masaa 20 DIN 5350-6 (Uamuzi wa utulivu wa shear ya mafuta ya kulainisha yenye polima zinazotumiwa kwa fani za roller zilizopigwa) inatumika kwa mujibu wa DIN 51 524-3 (2006); Kupunguza mnato kwa sababu ya kukatwa kwa chini ya 15% kunapendekezwa.
18. Vipimo vya mitambo ya vimiminika vya majimaji kwenye pampu za mzunguko ( DIN 51 389-2)
Kupima pampu ya Vickers na pampu kutoka kwa wazalishaji wengine huruhusu tathmini ya kweli ya utendaji wa vimiminika vya majimaji. Hata hivyo, kwa sasa chini ya maendeleo ni mbinu mbadala vipimo (haswa mradi DGMK 514 - vipimo vya mitambo ya maji ya majimaji).
Njia ya Vickers hutumiwa kuamua sifa za kuzuia kuvaa kwa maji ya hydraulic katika pampu ya rotary Vane kwa joto na shinikizo fulani (140 atm, saa 250, mnato wa maji ya kufanya kazi wa 13 mm 2 / s kwa joto tofauti). Mwisho wa jaribio, kagua pete na mabawa kwa kuvaa ( Vickers V-104NA 10 au Vickers V-105NA 10). Thamani za juu zinazoruhusiwa za kuvaa:< 120 мг для кольца и < 30 мг для крыльев.
19. Sifa za kuzuia kuvaa (mtihani kwenye gia FZG kusimama; DIN 534-1i-2)
Vimiminiko vya majimaji, haswa viwango vya juu-mnato, hutumiwa kama mafuta ya majimaji na ya kulainisha mifumo ya pamoja. Mnato wenye nguvu ndio sababu kuu katika utendaji wa kizuia kuvaa katika hali ya lubrication ya hidrodynamic. Kwa kasi ya chini ya kuteleza au shinikizo la juu chini ya hali ya msuguano wa mipaka, mali ya kupambana na kuvaa ya maji hutegemea viongeza vinavyotumiwa (kuunda safu ya tendaji). Masharti haya ya mipaka yanatolewa tena yanapojaribiwa FZG kusimama.
Njia hii hutumiwa hasa kuamua sifa za mipaka ya lubricant. Gia fulani, zinazozunguka kwa kasi fulani, hutiwa mafuta kwa kunyunyiza au atomizing, joto la awali ambalo limeandikwa. Mzigo kwenye miguu ya meno huongezeka kwa hatua na sifa zimeandikwa mwonekano meno ya miguu. Utaratibu huu unarudiwa hadi hatua ya mwisho ya 12 ya mzigo: shinikizo la Hertzian katika hatua ya 10 ya mzigo katika bendi ya meshing ni 1,539 N / mm2; katika hatua ya 11 - 1,691 N / mm 2; katika hatua ya 12 - 1,841 N/mm 2. Joto la awali katika hatua ya 4 ni 90 ° C, kasi ya pembeni ni 8.3 m / s, joto la kuzuia halijatambuliwa; jiometri ya gia A hutumiwa.
Hatua ya kushindwa kwa mzigo imedhamiriwa na DIN 51 524-2. Kwa matokeo chanya, hii lazima iwe angalau kiwango cha 10. Majimaji ya maji ambayo yanakidhi mahitaji ISO VG 46, ambayo haina viungio vya kuzuia kuvaa, kwa kawaida hufikia hatua ya 6 ya kupakia (≈ 929 N/mm2). Maji maji yenye zinki kawaida hufikia angalau hatua ya 10-11 ya mzigo kabla ya kushindwa. Kinachoitwa zinki-bure ZAF majimaji ya majimaji yanaweza kuhimili hatua ya 12 au zaidi.
Roman Maslov.
Kulingana na nyenzo kutoka kwa machapisho ya kigeni.
Wakati hali ya joto inabadilika, ukubwa wa mabadiliko imara, ambayo huitwa upanuzi wa joto. Kuna upanuzi wa joto wa mstari na wa volumetric. Michakato hii ina sifa ya coefficients ya upanuzi wa joto (joto): - wastani wa mgawo wa upanuzi wa mafuta ya mstari, mgawo wa wastani wa upanuzi wa volumetric. upanuzi wa joto.
UFAFANUZI
Mgawo wa upanuzi wa joto taja kiasi cha kimwili kinachoashiria mabadiliko vipimo vya mstari mwili imara wakati joto lake linabadilika.
Mgawo wa wastani wa upanuzi wa mstari kawaida hutumiwa. Hii ni tabia ya upanuzi wa joto wa nyenzo.
Ikiwa urefu wa awali wa mwili ni sawa na , urefu wake na ongezeko la joto la mwili na , basi imedhamiriwa na formula:
Mgawo wa elongation ya mstari ni tabia ya urefu wa jamaa (), ambayo hutokea wakati joto la mwili linaongezeka kwa 1 K.
Wakati joto linapoongezeka, kiasi cha imara kinaongezeka. Kama makadirio ya kwanza, tunaweza kudhani kuwa:
ambapo ni kiasi cha awali cha mwili, ni mabadiliko ya joto la mwili. Kisha mgawo wa upanuzi wa volumetric wa mwili ni kiasi cha kimwili ambacho kinaonyesha mabadiliko ya jamaa katika kiasi cha mwili (), ambayo hutokea wakati mwili unapokanzwa na 1 K na shinikizo linabaki mara kwa mara. Ufafanuzi wa hisabati wa mgawo wa upanuzi wa volumetric ni formula:
Upanuzi wa joto wa mwili imara unahusishwa na anharmonicity ya vibrations ya joto ya chembe zinazounda kimiani ya kioo ya mwili. Kama matokeo ya oscillations hizi, joto la mwili linapoongezeka, umbali wa usawa kati ya chembe za jirani za mwili huu huongezeka.
Wakati kiasi cha mwili kinabadilika, wiani wake hubadilika:
ambapo ni msongamano wa awali, ni msongamano wa dutu kwenye joto jipya. Kwa kuwa wingi ni usemi huo (4) wakati mwingine huandikwa kama:
Coefficients ya upanuzi wa joto hutegemea dutu hii. Kwa ujumla, watategemea joto. Mgawo wa upanuzi wa joto huchukuliwa kuwa huru na halijoto juu ya kiwango kidogo cha joto.
Kuna idadi ya vitu ambavyo vina mgawo hasi wa upanuzi wa joto. Kwa hiyo, joto linapoongezeka, nyenzo hizo hupungua. Hii kawaida hutokea ndani ya safu nyembamba ya joto. Kuna vitu ambavyo mgawo wa upanuzi wa joto ni karibu sifuri karibu na kiwango fulani cha joto.
Usemi (3) hautumiwi tu kwa vitu vikali, bali pia kwa vinywaji. Inaaminika kuwa mgawo wa upanuzi wa joto kwa vinywaji vya droplet haubadilika sana na mabadiliko ya joto. Hata hivyo, wakati wa kuhesabu mifumo ya joto inazingatiwa.
Uhusiano kati ya coefficients ya upanuzi wa joto
Vitengo
Kitengo cha msingi cha SI cha kupima coefficients ya upanuzi wa mafuta ni:
Mifano ya kutatua matatizo
MFANO 1
| Zoezi | Ili kuamua mgawo wa upanuzi wa volumetric ya vinywaji, vyombo vinavyoitwa pycnometers hutumiwa. Hizi ni flasks za kioo na shingo nyembamba (Mchoro 1). Alama zimewekwa kwenye shingo zinaonyesha uwezo wa chombo (kawaida katika ml). Je, pycnometers hutumiwaje? |
| Suluhisho | Mgawo wa upanuzi wa volumetric hupimwa kama ifuatavyo. Pycnometer imejaa kioevu cha mtihani kwa alama iliyochaguliwa. Flask ni joto, akibainisha mabadiliko katika kiwango cha dutu. Kwa maadili yanayojulikana kama vile: kiasi cha awali cha pycnometer, eneo la sehemu ya msalaba wa shingo ya chupa, mabadiliko ya joto huamua sehemu ya kiasi cha awali cha kioevu kilichoingia kwenye shingo. pycnometer inapokanzwa na 1 K. Inapaswa kuzingatiwa kuwa mgawo wa upanuzi wa kioevu ni mkubwa zaidi kuliko thamani iliyopatikana, kwani inapokanzwa na upanuzi wa chupa ilitokea. Kwa hiyo, ili kuhesabu mgawo wa upanuzi wa kioevu, mgawo wa upanuzi wa dutu ya chupa (kawaida kioo) huongezwa. Inapaswa kuwa alisema kuwa kwa kuwa mgawo wa upanuzi wa kioo wa volumetric ni chini sana kuliko ile ya kioevu, katika mahesabu takriban mgawo wa upanuzi wa kioo unaweza kupuuzwa. |
MFANO 2
| Zoezi | Ni sifa gani za upanuzi wa maji? Nini umuhimu wa jambo hili? |
| Suluhisho | Maji, tofauti na vitu vingine vingi vya kioevu, hupanua inapokanzwa tu ikiwa hali ya joto iko juu ya 4 o C. Katika kiwango cha joto, kiasi cha maji hupungua kwa joto la kuongezeka. Maji safi saa ina msongamano wa juu. Kwa maji ya bahari, wiani wa juu unapatikana. Kuongezeka kwa shinikizo hupunguza joto la wiani wa juu wa maji. Kwa kuwa karibu 80% ya uso wa sayari yetu umefunikwa na maji, sifa za upanuzi wake zina jukumu kubwa katika kuunda hali ya hewa Duniani. Miale ya jua ikipiga uso wa maji pasha moto. Ikiwa hali ya joto ni chini ya 1-2 o C, basi tabaka za joto za maji zina wiani mkubwa zaidi kuliko baridi na kuzama chini. Wakati huo huo, mahali pao huchukuliwa na tabaka za baridi zaidi, ambazo zinawaka joto. Hivi ndivyo kuna mabadiliko ya mara kwa mara ya tabaka za maji na hii inasababisha joto la safu ya maji hadi wiani wa juu ufikiwe. Kuongezeka zaidi kwa joto husababisha tabaka za juu za maji ili kupunguza wiani wao na kubaki juu. Kwa hivyo, zinageuka kuwa safu kubwa ya maji hu joto hadi joto la wiani wa juu haraka sana, na ongezeko zaidi. joto huenda polepole. Matokeo yake, hifadhi za kina za Dunia kutoka kwa kina fulani zina joto la karibu 2-3 o C. Wakati huo huo, joto la tabaka za juu za maji katika bahari za nchi zenye joto zinaweza kuwa na joto la karibu. 30 o C na zaidi. |