DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE COMPRESIBILITATE ȘI A MODULULUI DE ELASTICITATE PENTRU LICHIDE

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE COMPRESIBILITATE ȘI A MODULULUI DE ELASTICITATE PENTRU LICHIDE"

Ευρυδίκη Σπυρόπουλος
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Lucrarea DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE COMPRESIBILITATE ȘI A MODULULUI DE ELASTICITATE PENTRU LICHIDE. Consderaț teoretce Una dntre caracterstcle defntor ale fludelor este capactatea acestora de a sufer modfcăr ale volumulu atunc când, datortă modfcăr condțlor exteroare, apar varaț ale presun sau ale temperatur. Compresbltatea este propretatea fludelor care constă în reducerea volumulu acestora determnată de creșterea presun. Dn punct de vedere al propretăț de compresbltate, dferența dntre lchde ș gaze este una semnfcatvă. Astfel, datortă structur moleculare dferte, la aceeaș varațe a presun, reducerea de volum sufertă de un gaz este mult ma mportantă decât cea sufertă de un lchd. Aprecerea canttatvă a compresbltăț unu lchd se face pe baza coefcentulu de compresbltate zotermă ß. Pentru defnrea coefcentulu de compresbltate zotermă se pornește de la constatarea expermentală a faptulu că în cazul lchdelor supuse une transformăr zoterme (efectuată la temperatură constantă), modfcarea de volum ΔV este proporțonală cu varața de presune Δp care determnă această modfcare precum ș cu volumul nțal al lchdulu V 0. Astfel, țnând cont de această constatare ș în conformtate cu notațle dn Fgura în care sunt prezentaț parametr care caracterzează starea nțală (a) ș starea fnală (b) a une mase de lchd supusă comprmăr zoterme în nterorul unu clndru cu pston coefcentul de compresbltate zotermă se defnește prn relața: V (.) p V unde: V 0 - reprezntă volumul ocupat de lchd în starea nțală; V=V-V 0 - reprezntă varața de volum, adcă cu cât s-a mcșorat volumul pe care îl are la dspozțe lchdul ca urmare a deplasăr cu L a pstonulu după ce asupra acestua s-a acțonat cu o forță F; p=p-p 0 - reprezntă creșterea presun dn clndru ca urmare a comprmăr lchdulu sub acțunea forțe F; 0

2 3 Prn ntroducerea în relața de ma sus a semnulu având semnfcața faptulu că la temperatură constantă, une creșter de presune ( p>0) î corespunde o scădere cu ( V<0) a volumulu nțal V 0, valorle coefcentulu de compresbltate zotermă vor f întotdeauna poztve. Fgura. Comprmarea zotermă a unu lchd Dacă forța F care a comprmat masa de lchd conțnută în clndrul cu pston îș încetează acțunea, volumul lchdulu revne la valoarea volumulu nțal, ceea ce arată că lchdele sunt nu doar compresble c ș elastce. Aprecerea canttatvă a elastctăț unu lchd se face pe baza modululu de elastctate a lchdulu ε, defnt prn relața: (.) Dacă în relața () dferențele fnte sunt înlocute cu dferențale, se obțne relața: dv dp (.3) V Unde: dp - repreznta cresterea elementara a presun necesara pentru a determna o reducere elementara dv a volumulu V, la o temperatura data. Coefcentul de compresbltate zoterma are dmensunea: LM T (.) dv V dp [ A] [ F] L LMT s untatle de masura: <> SI = m N n Sstemul Internatonal cm <> CGS = dyn n sstemul CGS. Modulul de elastctate are dmensunea:

3 N s untatle de masura: <ε> SI = m dyn <ε> CGS = cm V [ F] L [ dp] L MT (.5) dv [ A] LMT n Sstemul CGS n Sstemul Internatonal Valorle coefcentulu de compresbltate zoterma, respectv ale modululu de elastctate dfera de la un lchd la altul, s ε fnd marm fzce caracterstce fecaru lchd. Relata (.) de defnte a coefcentulu de compresbltate relefeaza s prncpul pe baza carua este posbla determnarea expermentala a valor acestu coefcent pentru un lchd. Astfel, nstalata expermentala trebue sa ofere posbltatea masurar reducerlor de volum V corespunzatoare unor crester p ale presun.. Obectvele lucrăr Prezentarea une metode de determnare a coefcentulu de compresbltate a unu lchd s aplcarea acestea n cazul comprmar unu ule hdraulc. Determnarea coefcentulu de elastctate al unu ule hdraulc..3 Metoda utlzată Masurarea varatlor de presune p s a varatlor de volum V determnate de acestea, n cazul une mase de lchd supuse une ser de transformar zoterme succesve atunc cand lchdul este comprmat n clndr cu peret rgz a une pompe hdraulce cu pston. Utlzarea relatlor de calcul prezentate n partea de consderat teoretce s a datelor rezultate n urma masuratorlor efectuate, n vederea determnar coefcentulu de compresbltate respectv al celu de elastctate ε al uleulu ca s mede artmetca ale valorlor coefcentlor de compresbltate respectv ale coefcentlor de elastctate ε calculat pentru fecare dn cele transformar (comprmar) succesve ale une mase de ule.. Descrerea aparatur Pentru determnarea coefcentulu de compresbltate a uleulu hdraulc, se foloseşte o pompa hdraulca cu pston, actonata manual prntr-un mecansm surub-pulta. In cazul pompe aflata n dotarea Laboratorulu de Mecanca Fludelor, lchdul poate f comprmat pana la o presune de 800 kgf/cm. Fgura permte dentfcarea elementelor componente ale aceste pompe.

4 Fgura.. Instalata expermentala pentru determnarea coefcentulu de compresbltate Pompa se compune dntr-un corp clndrc, cu peret gros s rgz, n nterorul carua are loc comprmarea lchdulu. Comprmarea lchdulu se realzeaza ca urmare a deplasar pstonulu 3 n nterorul clndrulu al pompe; prn ntermedul pstonulu se actoneaza asupra lchdulu cu o forta exteroara de compresune F. Deplasarea pstonulu, n sensul nantar ş retrager, se obtne prntr-un surub cu profl patrat, pus n mscare manual, prn rotrea manvele. Artculata dntre tja fletata s pston este realzata astfel ncat pstonul sa aba numa mscare de translate nu s de rotate. Etansarea dntre pston s clndru, se realzeaza cu un manson dn pele, sau un alt materal specal. Pentru masurarea presun lchdulu, se foloseste manometrul metalc 6, care se afla montat pe clndrul, ntre acestea aflandu-se robnetul 5. Pe conductele care leaga ce do clndr se afla montat rezervorul 7, n care se ntroduce lchdul supus masuratorlor. Almentarea cu lchd a celor do clndr de lucru, este asgurata prn ntermedul unu ventl cu ac 8. Toate aceste organe componente ale prese sunt montate pe un postament metalc, 9..5 Modul de desfășurare a lucrăr Procesul de comprmare a uleulu n clndr nstalate descrse ma sus se va desfasura n 5-6 etape successve. Fecare etapa repreznta defapt o transformare zoterma n care lchdul trece de la o stare caracterzata prn parametr (p -, V - ) la o alta, caracterzata prn parametr (p, V ). Valoarea lu se va stabl dupa o sere de 5-6 determnar ale valorlor acestor parametr, pentru presun varnd n ntervalul at. In tabelul de masurator, fecare etape ( = 6) corespunde o lne, n care sunt nregstrate valorle parametrlor ce caracterzeaza transformarea respectva.

5 6 A. Pregatrea nstalata expermentale n vederea efectuar masuratorlor: - se verfca daca lchdul destnat încercarlor este ntrodus în rezervorul 7. In caz contrar, se nchde ventlul 8, se rdca capacul rezervorulu s se ntroduce lchd n rezervor, astfel ncat o patrme dn naltmea lu sa ramana goala. - se trece la almentarea cu lchd a celor do clndr de lucru. In acest scop, se deplaseaza pstonul 3 înante, pana la refuz, dupa care se deschde ventlul 8 s robnetul 5. Prn rotrea manvele, n sens nvers acelor de ceasornc, pstonul se retrage n punctul posteror, ar lchdul dn rezervorul 7, patrunde s umple ce do clndr. B. Efectuarea masuratorlor s nregstrarea datelor: Volumul nteror al unu clndru este V 0 =50 cm 3. Aceasta valoare, care corespunde volumulu pe care l are la dspozte lchdul n starea ntala, nante de a se ncepe comprmarea sa, repreznta volumul ntal. Presunea p 0 la care se afla lchdul n starea ntala este ndcata de manometrul 6. Valorle p 0 s V 0 ale celor do parametr care caracterzeaza starea ntala a lchdulu se trec n tabelul de masurator n coloanele p - respectv V - ale prme ln dn tabel, corespunzatoare prme transformar zoterme =. Comprmarea lchdulu: a. Pentru determnarea parametrlor aferent prme transformar (=) se deschde ventlul 8, se actoneaza asupra manvele, efectuandu-se un numar de rotat n, astfel ncat la manometrul 6 sa se poata ct o presune p. Se va lasa nstalata n aceasta stare crca -3 mnute. Daca presunea p ramne constanta, masuratoarea este corecta, trecandu-se valoarea acestea n coloana p a prme ln dn tabel. In aceeas lne, n coloana n se va trece numarul de rotat ale manvele n. Daca presunea nu se mentne constanta, se verfca, n prmul rand, nchderea robnetulu 8. Ulteror masuratoarea trebue reluata. b. Pentru determnarea parametrlor aferent cele de a doua etape, (=), se mprma manvele, un numar de rotat n, corespunzator carora se va putea ct la manometrul 6, valoarea presun p. Se asteapta -3 mnute s daca valoarea presun p ramane constanta, se trec n lna a doua a tabelulu datele ctte. c. Pentru determnarea parametrlor aferent celorlalte etape ( =3 6) se repeta operatle descrse n pasul 3 a.

6 7.6 Prelucrarea rezultatelor Pentru fecare transformare zoterma, se calculeaza: Varata presun: p = p p - Varata de volum V ca fnd volumul dzlocat prn deplasarea pe o dstanta L a pstonulu cu dametrul D: ΔV πd L πd n h unde n repreznta numarul de rotat ale manvele la transformarea respectva h repreznta pasul fletulu surubulu. In cazul nstalate utlzate h = mm s D = cm Volumul fnal: V = V - V unde V - repreznta volumul ocupat de flud nante a face cele n rotat ale manvele aferente transformar. Coefcentul de compresbltate : Δp ΔV V Coefcentul de elastctate ε : ε In fnal, coefcentul de compresbltate zoterma ß respectv modulul de elastctate ε al lchdulu utlzat se determna ca mede artmetca a valorlor respectv ε : ε ε ;

7 8 Tabel Măsurător ș Rezultate Marm masurate Marm calculate Nr. Nr. Pres.nt. Pres. fn. Var. pres. Var. vol. Vol. nt. Vol. fn. ε ε transf. rotat p - p p V V - V n [N/m ] [N/m ] [N/m ] [m 3 ] [m 3 ] [m 3 ] [m /N] [N/m ] [m /N] [N/m ] Denumre Lchd:

Σχετικά έγγραφα

Numere complexe. a numerelor complexe z b b arg z.

Numere complexe. a numerelor complexe z b b arg z. Numere complexe Numere complexe Forma algebrcă a numărulu complex este a b unde a ş b sunt numere reale Numărul a se numeşte partea reală a numărulu complex ş se scre a Re ar numărul b se numeşte partea