Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU, страница 75

На электропроводность льда примеси влияют очень мало. В природной воде могут быть расгворены газы как атмосферного, так и подземного происхождения. Растворимость газов зависит не только от температуры и давления, но и от степени минерализации. При высоком давлении нарушается закон Генри, Одной из форм соединения газа с водой являются газо- или кристаллогидраты — смесь газа и воды в твердой фазе.

Происхождение и роль кристаллогидратов, широко распространенных в природе, изучены недостаточно. В связи с наличием в воде растворенного воздуха, богатого кислородом, и ряда агрессивных примесей вода воздействует на материалы, из которых изготовлены изделия. При этом может происходить коррозия, в том числе и электрохимнческая, а также заращивание щелей и проходных сечений микробами и солями кальция.

Несмотря на то что воду принимали в качестве эталона различных величин, она является самым аномальным веществом. Этих удивительных аномалий у воды много, рассмотрим лип>ь некоторые из них. Вода — единственное вещество на нашей планете, которое в обычных условиях может находиться в одном из трех агрегатных состояний; твердом (лед), жидком и газообразном (пар). При замерзании объем воды 411 Приложение 2 внезапно возрастает примерно на 11 ',4 и также внезапно, скачком, уменьшается при таянии льда при температуре 0 'С.

Увеличение объема воды при замерзании имеет громадное значение как в природе, так и в технике. Плавление воды (льда) сопровождается не расширением, как у подавляющего большинства жидкостей, а сжатием. Вода в жидком состоянии при охлаждении от +100 до +4 'С уменьшает свой объем. В интервале температур +4...0 'С (при охлаждении) не сжимается, а расширяется, имея, таким образом, наибольшую плотность при 4'С. В интервале 0...4 'С (с возрастанием температуры) объем не увеличивается, а уменьшается.

Таким образом, для воды зависимость между объемом и температурой двузначна, например при температурах 3 и 5 С масса воды занимает один и тот же объем. При замерзании воды объем увеличивается примерно на 10 'Ы с соответствующим уменьшением плотности. Температура замерзания воды с повышением давления (до 19,6 МПа) увеличивается, а затем уменьшается. Все рассмотренные выше процессы происходят при указанных температурах лишь при значении абсолютного давления, равного 10' Па.

С повышением давления температура замерзания понижается примерно на градус через кахсдые 13 МПа. Так, при давлении 50 МПа замерзание наступает при температуре -4 'С, а при давлении 220 МПа — при — 22 'С. При дальнейшем повышении давления точка замерзания воды начинает расти, достигая при 1650 МПа +60 'С. В природе подобное состояние не встречается. У других веществ с ростом давления температура замерзания всегда повышается. Подобная аномалия воды очень важна в природе.

Даже без учета растворенных в воде солей в океане на больших глубинах она не замерзает. Например, при температуре — 3 'С она не замерзает даже на глубине около 4000 м. Поскольку максимальная плотность воды наблюдается при 64 'С, лед плавает по ее поверхности. Подобной же аномачией обладает только висмут. Если бы этого не было, то водоемы и водотоки промерзали бы зимой до самого дна, что было бы катастрофой для всего живого.

И все же лед иногда появляется на дне рек и озер. Так называемый донный лед образуется в начале зимы на тех участках реки, которые еще не успели покрыться льдом. Водная поверхность на таких участках переохлаждается н лед может возникнуть по всей толще воды. Скопления донного льда закрепляются на дне реки и забивают отверстия гидротехнических сооружений. Всплывая на поверхность, донный лед образует шугу — рыхлый, кашеобразный сероватый, пропитанный водой лед. Следующая аномалия воды связана с ее теплоемкостью.

Она в 5 — 30 раз выше, чем у других веществ. У всех тел, кроме ртути и жидкой воды, удельная теплоемкость с повышением температуры возрастает. У воды она в интервале температур 0...35 'С падает, а затем снова начинает возрастать. При одинаковом получении солнечной энергии вода в водоеме нагреется в 5 раз меньше, чем сухая песчаная почва на берегу, но 412 Приложение 2 при этом вода во столько же раз дольше будет сохранять тепло по срщи нению с песком. Соотношение теплоемкости воды и воздуха таково, что если стометровый слой воды в океане охлаждается на 0,1 'С, то воздух над ним нагреется на б 'С.

При плавлении твердых тел теплоемкость вещества изменяется незначительно, однако при плавлении льда она скачком увеличивается более чем вдвое — от 2,052 до 4,224 кДж/кг. С повышением давления удельная теплота плавления (таяния льда) уменыпается, а не увеличивается, как у других твердых веществ. При нагревании воды се теплоемкость сначала уменьшается, достигая минимума (4„1Х09 кДж!кг при температуре 34,5 'С), а затем вновь увеличивается.

Появление этого минимума объясняется разрушением групп молскул поды примерно при этой температуре. Предполагается, что вода прслспишяст собой смесь двух структур: рыхлой льдоподобной и плотноупаконаппой, а поэтому все аномальные свойства воды могут объясняться переходом от одной структуры к другой. Вода облш1ас~ аномально большой удельной теплоемкостью (ср = = 4,18 Дж/(кг. К))„козо1зая примерно в 9 раз больше, чем у железа и в 33 раза болыис, чем у ртути.

Вода мепясг сион свойства под воздействием магнитного поля: снижается образование накипи, изменяется растворение солей. Еше более парадоксально влияние иодь1 па свойства смазок и масел (улучшение и ухудшение), хотя физическая и химическая роль каждого компонента этих смазок достаточно исслсдонш ш и описана в специальной литературе. Оглавление ОГЛАВЛЕНИЕ 11редисловие Часть 1. Гидравлика Краткий исторический очерк развития гидравлики как науки ............ Глава 1.

Гидростатика ! .1. Понятия гидравлики и жидкости 1.2. Силы, действующие в жидкостях 1.3. Давление жилкости 1.4. Основные параметры и свойства жидкостей 1.5. Общие законы и уравнения статики 1.6. Основное уравнение гидростатики лля несжимаемой жидкости, подверженной действию сил тяжести и давления .............................

1.7. Силы давления жидкости на стенки сосула 1.8. Относительный покой и равновесие жилких сред 1.9. Примеры решения задач . Глава 2. Кинематика и динамика жидкости.............,..................,..... 2.1. Кинематика «кидкости 2.2. Динамика жидкости. Уравнение Берпулли 2.3. Гидравлические по~ври 2.4. Гидродинамическое подобие 2,5. Два режима течения вязкой жидкости 2.б. Ламинарный режим течения.. 2.7.

Турбулентный режим сечения. 2.8. Примеры решения задач Глава 3. Местные гидравлические сопротивления и расчет трубопроволов. 3.1. Местные гидравлические сопротивления ..............,...............,...,. 3.2. Течение ягидкости через отверстия 3.3. Течение жидкости через насадки 3.4. Расчет трубопроводов 3.5. Примеры решения задач . Глава 4. Возлействие потока жидкости на нрегралы.

Неустановившееся движение. 4,1. Воздействие потока жидкости на ограничивающие его преграды 4.2. Одномерное неустановившееся движение потока жидкости. Общая интегральная форма уравнений движения потока жидкости .. 4.3. Примеры решения задач. Часть П. Гидропневмопринод... Краткий исторический очерк развития гидро-, пневмопривода и гилродинамической передачи 414 Оглавление 241 261 272 275 275 281 288 291 301 315 317 369 378 3ХХ Глава 5. Общие сведении о гидроприводе и гидравлических машинах. 5.1. Гндропривод . 5.2. Гидравлические машины 5.3. Примеры решения задач. Глава 6.

Объемные гидрома)пины . 6.1. Объемные насосы. 6.2. Обьемные гидравлические двигатели 6.3. Примеры решения задач . Глава 7. Гидроустройства объемного гидропривода......................... 7.! . Гидроаппараты 7.2. Кондиционеры. Гидроемкости. Гидролинии. Рабочие жидкости. Уплотнительные устройства ..............................,. 7.3. Насосные установки ..

7.4. Примеры решения задач Глава 8. Объемные гидроприводы 8.1. Принцип рабоз,), структурная схема, классификация ................ 8.2. Гидроприволы без управления 8.3. Гидроприводы с управлением. 8.4. Гидроприводы с машинным управлением . 8.5. Гидроприводы с дроссельным управлением . 8.6. Гидроприводы с машинно-дроссельным управлением.....,.......... 310 8.7. Область применения объемного гидропривода. Этапы проектирования . 8.8.