Курс лекций по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы»

Сжимаемость
Сжимаемость — это способность жидкости изменять свой объем под действием давления. Сжимаемость капельных жидкостей и га­зов существенно различается. Так, капельные жидкости при изме­нении давления изменяют свой объем крайне незначительно. Газы, наоборот, могут значительно сжиматься под действием давления и неограниченно расширяться при его отсутствии.
Для учета сжимаемости газов при различных условиях могут быть использованы уравнения состояния или за­висимости для политропных процессов.
Сжимаемость капельных жидкостей характеризуется коэффи­циентом объемного сжатия (Па^-1):
,
где Δр — изменение давления; ΔW — изменение объема под дей­ствием Δр;W₀ — начальный объем.
Знак минус в формуле обусловлен тем, что при увеличении давления объем жидкости уменьшается, т.е. положительное при­ращение давления вызывает отрицательное приращение объема.
Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия р_р, на­зывается объемным модулем упругости жидкости (или модулем упругости) К= 1\β_р (Па).
Модуль упругости капельных жидкостей изменяется при изме­нении температуры и давления. Однако в большинстве случаев К считают постоянной величиной, принимая за нее среднее значе­ние в данном диапазоне температур или давлений. Различают изо­термический и адиабатический модули упругости. Причем обыч­но для расчетов используют изотермический модуль. Адиабатичес­кий модуль применяется при анализе быстротечных процессов. Изо­термические модули упругости некоторых жидкостей (МПа): бен­зин — 1300; керосин — 1280; вода — 2000; ртуть — 32 400; масло гидросистем (АМГ-10) — 1300; масло индустриальное 20 — 1360; масло индустриальное 50 — 1470; масло турбинное — 1700.
Температурное расширение
Капельные жидкости изменяют свой объем и при колебании температуры. Это их свойство, называемое температурным расши­рением (так как с увеличением температуры объем их увеличива­ется), характеризуется коэффициентом объемного расширения βt(К^-1):

Β_t= ,

г де ΔT — изменение температуры; ΔW — изменение объема под действием ΔТ; W₀ — начальный объем.
Газы весьма значительно изменяют свой объем при изменении температуры. Для учета этого изменения используют уравнения состояния газов (см. подразд. 8.1) или формулы политропных про­цессов (см. подразд. 8.5).