Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Прочность воды
Вода, прочность связи с ВКС
Введение галоидных заместителей в молекулу монокарбоновой кислоты приводит к росту коэффициента ее распределения между водой и сульфоксидами. По-видимому, это, с одной стороны, обусловлено увеличением прочности связи 5 = О НА за счет увеличения силы кислоты, а с другой стороны, уменьшением гидратации кислоты в водной фазе. Коэффициенты распределения, определенные в одинаковых условиях, возрастают в ряду [c.49]
Очень сильное влияние на упорядочивающее воздействие поверхности глинистых минералов на воду оказывает состав обменных катионов. Это объясняется прежде всего прочностью связи катионов с поверхностью глинистой частицы, т. е. способностью их к диссоциации и участию в катионообменных реакциях. Степень поверхностной диссоциации (т. е. поверхностного растворения) глинистых минералов, замещенных одновалентными катионами, на один-два порядка выше степени диссоциации глин, обменный комплекс которых насыщен двухвалентными катионами. При прочих равных обстоятельствах степень поверхностной диссоциации зависит не только от плотности заряда обменного катиона, но и от взаимного влияния силовых полей поверхности частицы и катиона друг на друга при взаимодействии с водой. По мере увлажнения поверхности глин вокруг обменных катионов развиваются области с упорядоченными молекулами воды. Часть слабо связанных с поверхностью катионов удаляется от нее и может участвовать в трансляционном движении вместе с молекулами воды и растворенными в ней органическими и неорганическими веществами. Если в дисперсионной среде находятся крупные гидратированные катионы (Ма+, Mg2+), то они, вытеснив с поверхности глинистого минерала менее гидратированные катионы (К+, Са ), могут привести к увеличению гидратной оболочки глинистых частиц. В натриевом бентоните по мере возрастания содержания воды и уменьшения концентрацни суспензии отдельные слои глинистых частичек полностью диссоциируют. В бентоните, обменный комплекс которого насыщен магнием или кальцием, этого не произойдет, хотя ионный радиус этих катионов в гидратированном состоянии почти в два раза превышает радиус гидратированного натрия. Это, видимо, является следствием как изменения структуры воды и размеров гидратированных катионов вблизи поверхности в зависимости от их химического сродства, так и сжатия диффузной части двойного электрического слоя. [c.70]
Прочность связи между водой и солью в кристаллогидратах различная одни из них теряют воду даже при комнатной температуре, зато обезвоживание других часто требует весьма сильного нагревания. [c.129]
Ионы галогеноводородных кислот образуются при растворении в воде газообразных галогеноводородов. При этом чем меньше прочность связи водорода — галоген, тем легче происходит разрыв (диссоциация) этих связей под действием полярных молекул воды. В ряду НР, НС1, НВг, Н1 кислотные свойства возрастают, так как в этом ряду падает прочность связи молекул ННа1 за счет увеличения атомного радиуса галогена. Об этом, в частности, свидетельствует степень диссоциаций галогеноводородных кислот (см. табл. 9). [c.430]
В химии процесс сушки имеет специфические особенности вследствие чрезвычайного разнообразия свойств осушаемых материалов и веществ. При выборе рационального способа сушки необходимо учитывать такие факторы, как реакционная способность веществ, их стойкость к повышенной температуре и окислению, гигроскопичность, дисперсность, прочность связи с водой, желаемая степень осушки и т. п. [c.156]
Химическая связь, осуществляемая в молекулах гало-геиоводородов, — полярная ковалентная, причем полярность связей в ряду НР—НС1—НВг—Н1 падает от НР к Н1. Так же закономерно падает в этом ряду прочность связей, что проявляется в уменьшении энергии диссоциации этих молекул на атомы. Все галогеноводороды в отличие от галогенов очень хорошо растворимы в воде именно вследствие того, что являются сильно полярными. Так, при комнатной температуре (25°) в одном объеме В0Д1Л можно растворить около 400 объемов НС1, около 530 объемов НВг и около 400 объемов Н1. Фтористый водород смешивается с водой во всех отношениях с выделением значительного количества тепла. [c.273]
В результате ионизации молекул НгО возникают два новых комплекса, образованные ионами 0Н и 0Н . При столкновении их снова образуются молекулы воды, т. е. процесс ионизации обратим. Процессы ионизации и молизации протекают непрерывно. Вследствие прочности связи О—Н степень ионизации воды в общем незначительна. Таким образом, в воде наряду с молекулярными комплексами существуют ионно-молекулярные комплексы, образованные устойчивыми ковалентными ионами ОН и ОН3. [c.153]
Число ОН-мостиков в димере зависит от прочности связи О—Н в координированной молекуле воды. Очевидно, чем выше заряд иона металла, тем прочнее связь М—О и тем больше ослабляется связь О—Н в координированной молекуле воды. Это приводит к увеличению числа ОН-мостиков и увеличению степени гидролиза. Наиболее типичные формы двухъядерных комплексов в зависимости от заряда комплексообразователя приведены в табл. 31. [c.243]
Имеется много доказательств, что кислотные свойства водного раствора определяются не концентрацией ионов Н+, а ионов Н3О+. Изучение кислотности растворов фосфорной кислоты, приготовленной в обычной воде Н2 0 и в воде с тяжелым изотопом кислорода На О, показало, что в последнем растворе кислотность ниже. Это говорит о том, что молекула Нг Ю удерживает протон Н+ слабее, чем молекула Нг 0 и в растворе Нг 0 концентрация ионов гидроксония Нз 0+ меньше, что обусловливает менее кислую среду раствора. Попытайтесь объяснить, почему прочность связи О—И зависит от атомной массы кислорода [c.203]
Адсорбция электролитов на поверхности твердых частиц значительно влияет на прочность связи между элементами структуры суспензии (частицами твердых веществ, катионами, анионами, молекулами воды). На этом явлении основано искусственное введение в сырьевые шламы небольшого количества (0,1—0,5%) электролитов, в качестве которых наибольшее распространение нашли соли натрия 0 [c.287]
Подобно остальным простейшим производным предельных углеводородов, галоидные алкилы (RF) представляют собой в большинстве случаев бесцветные жидкости. В воде они почти нерастворимы. Прочность связи углерода с галоидом уменьшается по ряду F—С1—Вг—I, а химическая активность галоидных алкилов по тому же ряду возрастает. Наиболее характерны для них реакции обмена галоида на различные радикалы (Nh3, ОН и др.), в связи с чем галоидными алкилами широко пользуются при синтезах. [c.538]
В результате самоионизации молекул воды получаются гидратированные ионы Н.,0+ и ОН (хотя из-за прочности связи О—Н степень самоионизации воды незначительна). Кроме того, разноименно заряженные ионы, сталкиваясь друг с другом, снова образуют молекулы воды, т. е. процесс самоионизации обратим, и непрерывно протекают процессы ионизации и молизации [c.280]
Комплексообразование в водном растворе обычно понимается только как соединение катионов с анионами. Однако очевидно, что последнее есть частный случай координации вообще. При координации аниона к катиону из координационной сферы последнего вытесняется часть молекул гидратной воды или других групп, т. е. происходит реакция замещения. Нередко в ассоциате катион и анион могут быть разделены одним или даже двумя слоями молекул воды. Прочность связи катиона с анионом характеризуется величиной константы комплексообразования и зависит от ряда факторов, среди которых основную роль играют размеры и заряд катиона, определяющие его кислотность, а также донорные свойства аниона. Основность анионов может быть сопоставлена, исходя из их протонакцепторных свойств. Оксалат-, ацетат-, карбонат-, фосфат-ионы, которым соответствуют сравнительно плохо диссоциирующие кислоты, являются более сильными основаниями и образуют значительно более прочные комплексы с катионами, чем, например, хлорид-, нитрат и особенно перхлорат-ионы. При исследовании комплексообразования в растворах солей урана были использованы все обычные в этом случае методики спектрофотомет-рия, измерение потенциалов, исследование распределения как между водной и органической фазами, так и между раствором и ионообменными смолами. В настоящее время известно огромное число комплексных ионов урана, как анионных, так и катионных, многие из которых играют важную роль в химии урана [250]. [c.297]
По данным Вике (Wi ke, 1954) ион [НзО]+ в водных растворах гидратирован дополнительно, т. е. к нему присоединены еще и другие молекулы воды, прочность связи которых приблизительно соответствует прочности связи молекул воды с другими гидратированными ионами, например с ионами щелочных металлов. Согласно этому воззрению, ион гидроксония отличается особенно большой энергией связи молекул воды с протоном. По представлению Вике в водных растворах к иону [НзО]+ присоединяются еще три молекулы воды и образуется комплекс (наличие которого в кристаллизующихся соединениях было уже давно установлено, см. стр. 773), имеющий вид пирамиды [Н0О4] . В этом комплексе, по всей вероятности, избыточный протон является очень подвижным, так что он после образования комплекса оказывается нефиксированным около определенной молекулы воды. К сформированной таким образом внутренней гидратной оболочке могут присоединяться еще другие молекулы воды, образуя внешнюю гидратную оболочку. Протон, гидратированный одной молекулой воды, называют ионом гидроксония. Как в водных растворах с водой, так и в других средах растворенные вещества часто соединяются с растворителем в более или менее слабо связанные продукты присоединения. Их называют общим названием сольваты (сюда включаются также существующие в водных растворах гидраты). Это явление называется сольватацией. [c.91]
В результате ионизации молекул Н аО возникают гидратированные ионы ОН и ОНз. При столкновении их снова образуются молекулы поды, т. е. процесс ионизации обратим. Процессы ионизации и молизации протекают непрерывно. Вследствие прочности связи О—Н степень ионизации воды в общем незначительна. [c.121]
Прочность связи между веществом и кристаллизационной водой в кристаллогидратах различна. Многие из них теряют кристаллизационную воду уже при комнатной температуре. Так, прозрачные кристалль соды (Г агСОз-ШН2О) легко выветриваются , [c.217]
Прочность связи А1—О, включающей доиорио-акцепторнбе взаимодействие за счет свободной -орбитали атома А1 и неподеленной электронной пары атома О, объяс11яет химическую стойкость АЬОз, его огнеупорность н твердость, обилие природных соединений, содержащих связи — А1 — О — А1—. При комнатной температуре корунд и е взаимодействует с водой, кислотами, щелочами. [c.340]
Более длительной работе никеля на кизельгуре препятствует малая механическая прочность кизельгура вследствие его химического взаимодействия с водой при высоких температурах и высоких pH среды. Поэтому представляют интерес работы по применению для гидрогеиолиза катализаторов на носителях, устойчивых к воздействию реакционной среды, — на окиси алюминия алюминатах кальция [47], а также сплавных порошкообразных медно-алюминиевых катализаторов [42]. Такие катализаторьг должны быть, очевидно, стабильнее никеля на кизельгуре их активность и селективность в процессе гидрогеиолиза углеводов может значительно отличаться от соответствующих свойств никеля на кизельгуре, так как применение окиси алюминия в качестве носителя значительно увеличивает прочность связи водорода с поверхностью [48]. Следует, однако, заметить, что большая твердость никелевого катализатора на окиси алюминия по сравнению-с никелем на кизельгуре может вызвать значительную эрозию оборудования, трубопроводов и арматуры, а повышенная плотность этих катализаторов затрудняет их использование в суспендированном виде необходимы работы по усовершенствованию таких катализаторов. [c.121]
Судить об относительной прочности связей можно, сопоставив условия их разруслемия. Легче всего разрываются связи между молекулами водорода (у него самая низкая температура кипения). Затем по прочности следуют связи между молекулами кислорода (температура кипения выше). Прочность межмолекулярных связей воды значительно выше. В отличие от газообразп -лх водорода и кислорода вода при обычных условиях — жидкость, т. е. взаиглосвязь между ее молекулами намного прочнее. Еще более прочны связи между атомами в молекуле воды. Эти связи не разрушаются ни при ЮО С (при кипении воды), ни при дальнейшем повышении те.мпературы еще на несколько сот градусов. [c.203]
Поскольку от кислорода к теллуру радиусы атомов увеличиваются, а сродство к электрону уменьшается, то в ряду соединений НзК полярность ослабевает от Н2О к НзТе. За исключением воды, остальные соединения являются газообразными. Прочность связи НгЯ ослабевает от Н2О к Н2Те. Характерно, что халькогены в водородных соединениях находятся в состоянии низшей степени окисления, поэтому проявляют только восстановительные свойства. Они окисляются последовательно Э - Э -> Э Э и восстановительные свойства усиливаются от Н28 к НгТе. [c.176]
Ион Н9О4+ имеет пирамидальное строение. Центральный атом кислорода связан тремя сильными водородными связями с тремя молекулами воды. Прочность водородных связей может быть количественно охарактеризована высокой энтальпией реакции гидратации протона (АЯ° = —1185 кДж/моль). По данным ИК-спектроскопических исследований в кристаллическом тетрагидрате бромоводорода присутствуют ионы Н9О4+ и Вг . [c.355]
Прочность связи А1 - О (включающей донорно-акцепторное взаимодействие за счет свободной /-орбитали атома А1 и неподеленной электронной пары атома О) обьясняет химическую стойкость AI2O3, его огнеупорность и твердость, обилие природных соединений, содержащих связи - AI-0--AI-. При комнатной температуре компактный оксид алюминия не реагирует с водой, кислотами, щелочами. [c.353]
Если воспользоваться методом сравнительного расчета и сопоставить температуру кипения в рядах НЭ (Э = F, О, Вг, 1) и НзЭ (Э = О, S, Se, Те) (рнс. 114), то из характера отклонения точки для HF — HjO и из тогофа1 та, что молекулы водяного пара почти не ассоциированы, можно заключить, что в отличие от воды ассоциация фтороводорода сохраняется и в паровой фазе (в противном случае следовало бы ожидать расположения на прямой всех четырех точек) это свидетельствует о большей прочности связи Н... F по сравнению со связью [c.234]
О- Н, а также в их прочности . В МаОН связь Ыа—О йонйая, тогда Как связь О—--Н ковалентная. Поэтому полярные молекулы воды ориентируются у наиболее полярной связи Ыа—О, что приводит к ее разрыву. В случае НСЮ4 обе связи, Н—О и О—С1, являются ковалентными и полярннни, но полярность связи Н—О значительно превосходит полярность связи О—С1. Поэтому полярные молекулы воды атакуют связь Н—О более энергично, что и приводит- к диссоциации этой кислоты на ионы Н+ иСЮг. В середине периода полярность связей выравнивается, поэтому гидроксид А1(0Н)з оказывается амфотерным . [c.92]
Важным применением АЬОз является использование его разновидностей (сапфира и особенно граната) для изготовления твердотельных лазеров. Сильно прокаленный корунд практически не взаимодействует с водой. Необратимость реакции 2AI (ОН)дAijOg + ЗН2О объясняется необычайно высокой прочностью связи А1 (III) с ионами кислорода. С этой точки зрения АЬОз может быть отнесен к числу безразличных окислов [2]. [c.57]
К числу комплексных соединений, получивших практическое использование, можно отнести криолит — гексафторид А1(1П) и Na(I), играющий важную роль в технологии получения металлического А1. Как комплексные соединения могут рассматриваться гидраты солей А1(П1) и продукты их гидролиза. О значительной прочности связи А1 +—Н2О в гидратах солей алюминия говорит, в частности, сильное изменение свойств лиганда — воды, входящей в координационную сферу А1 (р/(н о — 5 [2, с. 43]), по сравнению с Н2О, не испытывающей влияния А13+ как комплексообразователя (р/( 16). А1(1П) образует устойчивые комплексные соединения практически со всеми неорганическими и органическими лигандами. Среди соединений последующих можно отметить производные комилексонов и р-дикетонов. Например, ацетилацетонат обладает летучестью ири температуре выше 100° С, и это его свойство может быть использовано при проведении транспортных реакций, в газовой хроматографии, для нанесения пленок АЬОз. из газовой фазы и т. д. [c.61]
Все галогенводороды при обычных условиях газообразны. По.тярность и прочность связи при переходе от НР к Ш падает. При растворении в воде Ш, НВг и НС1 диссоциируют почти полностью, поэтому образующиеся кислоты относятся к числу сшаных. В отличие от них фтороводородная (плавиковая) кислота является слабой, что объясняется ассоциацией молекул НР вследствие возникновения между ними водородных свя.чей [c.89]
Летучие водородные соединения галогенов (галоводороды) НЭ хорошо растворимы в воде. В водных растворах они ведут себя как кислоты. Сила (степень диссоциации) галоводородных кислот растет по мере уменьшения электроотрицательности галогенов (сверху вниз). Объясняется это общим уменьшением прочности связи Н—Э в молекулах галоводородов от фтора к астату. Молекулы наиболее слабой фтороводородной кислоты склонны к ассоциации, поэтому для нее известны кислые соли. [c.391]
chem21.info
Прочность - жидкость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Прочность - жидкость
Cтраница 2
Экспериментальные проверки показали, что прочность жидкостей оказывается на 5 - 6 порядков ниже теоретической прочности. [16]
Такие силы могут превысить порог прочности жидкости и вызвать кавитацию. [17]
Другое наблюдение, связанное с прочностью жидкости на разрыв, было сделано при изучении процессов кипения. В химической промышленности уже давно известно нежелательное явление бампинга, при котором некоторые объемы жидкости, по-видимому, перегреваются до тех пор, пока не разовьются напряжения, необходимые для разрыва жидкости. В результате возникает кипение во всем объеме, нередко сопровождающееся колебаниями. Такая же проблема существует и для жидких металлов. Разрыв может быть весьма резким и вызвать нежелательные усложнения процесса. Эти методы заключаются в основном в создании достаточно большого числа центров кипения в жидкости, например, путем введения различных посторонних примесей. [18]
Из полученной формулы видно, что прочность жидкости z ( при разрыве на пузырьке газа) тем меньше, чем больше пузырек. Следовательно, в рассматриваемом случае слабым местом является наибольший пузырек из числа имевшихся на начало растяжения, а прочность жидкости Определяется диаметром пузырька. Этот вывод находится в согласии с опытными данными, которые показывают, что при устранении пузырьков газа прочность жидкости существенно увеличивается. Однако пузырьки, возникающие в жидкости благодаря тепловым флуктуациям, принципиально неустранимы. Разрыв жидкости происходит при давлении, когда наибольший из пузырьков достигнет критического размера, определенного термодинамическими свойствами жидкости. [19]
Влияние вязкости на прочность жидкости невелико: прочность жидкости несколько возрастает при увеличении вязкости. [20]
Так же незначительно влияние частоты колебаний на прочность жидкости, которая несколько возрастет при повышении частоты. [21]
Необходимо отметить, что при повышении гидростатического давления прочность жидкости увеличивается и равномерность распределения пузырьков в кавитационной области заметно повышается. Соответственно растет и достоверность экспериментальных данных о свойствах кавитационной области в целом. [22]
Теоретические работы по прочности жидкостей стимулировались тем, что экспериментально наблюдаемая прочность жидкостей ( см. табл. 6) существенно меньше внутреннего давления. [23]
Нерастворенный газ, очевидно, оказывает большое влияние на снижение прочности жидкости на разрыв, поскольку само его присутствие означает, что в массе жидкости существуют разрывы и, следовательно, слабые места. [24]
Довольно много известно о тех примесях, которые не влияют на прочность жидкости на разрыв. Например, добавка смешивающейся жидкости не оказывает почти никакого влияния. В этом случае можно ожидать, что величина минимальной прочности на разрыв будет соответствовать менее прочной из двух жидкостей, но поскольку она всегда на несколько порядков больше максимальных растягивающих напряжений, развивающихся при течениях жидкостей, то ее значение совершенно несущественно. Подобным же образом твердые растворенные вещества лишь незначительно уменьшают эффективную прочность растворителя на разрыв или вообще не оказывают на нее никакого влияния. [25]
В частности, наличие хотя бы одного пузырька газа резко уменьшает прочность жидкости. Можно сказать, что наличие в жидкости в практических условиях растворенного воздуха и разных примесей снижает прочность жидкости почти до нуля. [27]
Предположение о существовании зародышей в виде пузырька в жидкости может объяснить сравнительно низкую экспериментальную прочность жидкостей. [28]
Одним из основных факторов, определяющих движение жидкости при низком давлении, является прочность жидкости на разрыв. Теоретически прочность воды на разрыв еще больше. Однако прочность обычной воды на разрыв определяется давлением насыщенного пара рв. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
прочность к действию воды - это... Что такое прочность к действию воды?
textile. Waschechtheit
Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.
- прочность к двойным перегибам
- прочность к действию кислот
Смотреть что такое "прочность к действию воды" в других словарях:
Стеклянное производство* — Заводское производство стекла в России начинается при царе Михаиле Феодоровиче (1635). Стеклоделие, упавшее было на первых порах по возникновении, начинает снова развиваться заботами Петра Великого в начале XVIII стол. С этого времени… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Стеклянное производство — Заводское производство стекла в России начинается при царе Михаиле Феодоровиче (1635). Стеклоделие, упавшее было на первых порах по возникновении, начинает снова развиваться заботами Петра Великого в начале XVIII стол. С этого времени… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Кремнийорганические полимеры — высокомолекулярные соединения, содержащие атомы кремния, углерода и др. элементов в элементарном звене макромолекулы (См. Макромолекула). В зависимости от химического строения основной цепи К. п. делят на 3 основные группы: 1) с… … Большая советская энциклопедия
Бутилкаучук — синтетический каучук, продукт сополимеризации изобутилена (I) и небольшого количества (1 5%) изопрена (II) общей формулы: Б. получают катионной сополимеризацией мономеров в растворе хлористого метила или хлористого этила … Большая советская энциклопедия
Каучук натуральный — полимер растительного происхождения, вулканизацией (См. Вулканизация) которого получают резину (См. Резина). К. н. относится к группе эластомеров (См. Эластомеры) высокомолекулярных соединений, обладающих способностью к большим обратимым… … Большая советская энциклопедия
Кавитация — (от лат. cavitas пустота) образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (так называемых кавитационных пузырьков, или каверн). Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости… … Большая советская энциклопедия
Вискозное волокно — (от латинского viscosus клейкий) искусственное целлюлозное волокно, получаемое переработкой природной целлюлозы. Производится в виде текстильных и кордовых нитей и штапельного волокна. Вискозное волокно является од … Википедия
ЗАЩИТНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕ — ЗАЩИТНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕ, предметы, надеваемые рабочим для защиты от различных производственных вредностей и опасностей. Характер этих предметов зависит от характера воздействия вредности, а именно: для защиты от действия вредности … Большая медицинская энциклопедия
Сера химический элемент — (Soufre франц., Sulphur или Brimstone англ., Schwefel нем., θετον греч., лат. Sulfur, откуда символ S; атомный вес 32,06 при O=16 [Определен Стасом по составу сернистого серебра Ag 2 S]) принадлежит к числу важнейших неметаллических элементов.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Сера, химический элемент — (Soufre франц., Sulphur или Brimstone англ., Schwefel нем., θετον греч., лат. Sulfur, откуда символ S; атомный вес 32,06 при O=16 [Определен Стасом по составу сернистого серебра Ag2S]) принадлежит к числу важнейших неметаллических элементов. Она… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Волокнит — прессовочный материал, состоящий из целлюлозного наполнителя (чаще всего волокнистого), пропитанного феноло (крезоло) формальдегидной смолой. Наполнителем для В. служат волокна хлопка, сизаля, джута, кенафа и др. Используют также кусочки… … Большая советская энциклопедия
universal_ru_de.academic.ru
Прочность жидкости на разрыв - Справочник химика 21
Одним из основных факторов, определяющих явления, возникающие в жидкости при низком давлении, является прочность жидкости на разрыв. Имеется большое число опытов, которые показывают, что в специально созданных условиях весьма чистая вода, пе содержащая твердых и газообразных примесей, может выдерживать растяжение до 100—200 кГ/см . Теоретически прочность воды на разрыв должна быть еще больше и превышает 1 600 кГ/см . Однако такие показатели возможны лишь в идеальных условиях, [c.75]
Кавитация происходит в объеме жидкости под воздействием отрицательного давления (растяжения), превышающего прочность жидкости на разрыв. Это критическое значение Р носит название порога кавитации. Теоретическое значение Р для однородной чистой жидкости в идеальных условиях должно составить примерно 0,15 ГПа. Экспериментально для тщательно очищенной воды эта величина составляет 0,028 ГПа [6,12]. В обычных условиях разрыв [c.15]
Поскольку давление насыщенного пара зависит от температуры, жидкость может кипеть при любом давлении, если ее температура достигнет величины, при которой данное давление является давлением насыщенного пара. Эта температура называется температурой кипения. Со свойством кипения связана прочность жидкости на разрыв. Технические жидкости не выдерживают растягивающих усилий, так как при сжимающем усилии, равном давлению насыщенного пара, в них уже возникают разрывы. [c.9]
В то же время существует и минимальный размер (Ко) ( зародышей, способных кавитировать. Этот размер определяется прочностью жидкости на разрыв и, следовательно, амплитудой звукового давления. Отрицательное звуковое давление должно быть больше [c.18]
Как показывают расчеты, размеры критического пузырька приближаются к молекуле, а энергия, затрачиваемая на его образование, — к тепловой энергии молекул ( 4,10- эрг) в случае, если отрицательное давление близко по величине молекулярной прочности жидкости на разрыв. Следовательно, работу, затрачиваемую на разрыв, в общем балансе энергии капель топлива при расчетах можно не учитывать. [c.103]
Если в твердых телах вблизи темп-ры П. это время по порядку величины составляет 10 —10 сек, то в жидкости вблизи томп-ры кристаллизации оно уменьшается до 10 "— 10- сгк. Столь высокая подвижность частиц жидкости определяет ее текучесть и легкость изменения формы. В связи с этим часто неправильно считают, что жидкость, в отличие от твердого тела, не обладает прочностью и упругостью на сдвиг. Оба эти свойства жидкости маскируются ее текучестью, но, в действительности, если искусственно пе дать возможности проявиться текучести, то легко обнаружить, что прочность жидкости на разрыв составляет от 30 до 50% прочности твердого тела вблизи темп-ры П., и вместе с тем обнаруживается упругость на сдвиг. [c.20]
В многочисленных работах по кавитации показано, что порог прочности жидкости на разрыв (т.е. величина отрицательного давления Р, вызывающего образование кавитационной полости) для реальных жидкостей, несмотря на их предварительную тщательную очистку, всегда существенно ниже (на порядок и более) молекулярной прочности жидкости Р ап 10 атм (а - коэффициент поверхностного натяжения, п-плотность частиц жидкости). [c.21]
При прохождении в насыщенной пористой среде акустической волны возможно проявление эффекта кавитации в случае возникновения на стадии разгрузки отрицательных давлений, превыщающих по абсолютной величине прочность жидкости на разрыв. Рассмотрим два возможных механизма возникновения отрицательного давления в процессе ультразвуковой обработки - на стыке капилляров различного радиуса при движении жидкости из большего капилляра в меньший и в фазе разгрузки бегущей волны давления в жидкости. [c.213]
При воздействии мощного ультразвукового излучателя на кидкость в последней наблюдаются переменные давления, изменяющиеся с частотой возбуждающего поля и создающие высокие плотности энергии. При амплитудах звукового поля, превышающих некоторое пороговое для данной жидкости значение, возникает кавитация, которая характеризуется ростом пузырька в течение всего полупериода отрицательных давлений ультразвукового поля, а также в течение некоторой части полупериода положительных давлений. Пузырек вырастает до некоторого максимального размера и захлопывается. Причем с увеличением звукового давления растет и максимальный радиус пузырька 7 niax. и время захлопывания [40]. Верхняя граница прочности жидкости на разрыв равна внутреннему давлению в жидкости, которое определяется силами межмолекулярного взаимодействия. [c.13]
chem21.info
Физические свойства — ТехЛиб
Плотность материала является нужной характеристикой при расчете прочности сооружения с учетом собственной массы, для определения способа и стоимости перевозки материала, для расчета складов и подъемно-транспортного оборудования. По величине плотности косвенно судят о некоторых других свойствах материала. Например, для каменных материалов существует приближенная зависимость между плотностью и теплопроводностью, а для древесины и некоторых каменных материалов (известняков) — между прочностью и плотностью.
Истинная плотность — величина, определяемая отношением массы однородного материала m(кг) к занимаемому им объему в абсолютно плотном состоянии Va(м3), т. е. без пор и пустот:
Размерность истинной плотности — кг/м или г/см
Истинная плотность каждого материала — постоянная физическая характеристика, которая не может быть изменена без изменения его химического состава или молекулярной структуры.
Так, истинная плотность неорганических материалов, природных и искусственных камней, состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, составляет 2400…3100 кг/м3, органических материалов, состоящих в основном из углерода, кислорода и водорода, — 800… 1400, древесины, состоящей в основном из целлюлозы, — 1550 кг/м3. Истинная плотность метал-лов колеблется в широком диапазоне: алюминия — 2700 кг/м , стали — 7850, свинца — 11300 кг/м3.
В строительных конструкциях материал находится в естественном состоянии, т. е. занимаемый им объем обязательно включает в себя и поры. В этом случае для характеристики физического состояния материала используется понятие средней плотности.
Средняя плотность— величина, определяемая отношением массы однородного материала т (кг) к занимаемому им объему в естественном состоянии Ve (м ):
Так как Ve > Va(равенство только в абсолютно плотных материалах, не содержащих пор, — стали, стекле, воде), то всегда выполняется и соотношение 
Большинство строительных материалов имеют поры, поэтому у них истинная плотность всегда больше средней. Лишь у плотных материалов (стали, стекла, битума и др.) истинная и средняя плотности практически равны, так как объем внутренних пор у них ничтожно мал.
Экспериментальный (прямой) метод определения пористости основан на замещении порового пространства в материале сжиженным гелием и описан ранее.
Поры представляют собой ячейки, не заполненные структурным материалом. По величине они могут быть от миллионных долей миллиметра до нескольких миллиметров.
Более крупные поры, например между зернами сыпучих материалов, или полости, имеющиеся, в некоторых изделиях (пустотелый кирпич, панели из железобетона), называют пустотами. Поры обычно заполнены воздухом или водой; в пустотах, особенно в широкополостных, вода не может задерживаться и вытекает.
Пористость стройматериалов — степень заполнения объема материала порами. Пористость — величина относительная, выражается в процентах или долях объема материала. Если известны значения средней и истинной плотности, то пористость материала, %, рассчитывают по формуле
Она колеблется в широких пределах: от 0,2…0,8 %— у гранита и мрамора до 75…85 % у теплоизоляционного кирпича и у ячеистого бетона и свыше 90 % —У пенопластов и минеральной ваты.
Значения средней и истинной плотности и пористости некоторых строительных материалов
| Материал | Плотность, кг/м | Пористость. % | |
| средняя | истинная | ||
| Гранит | 2600…2700 | 2700…2800 | 0…2 |
| Тяжелый бетон | 2200…2500 | 2600…2700 | 2…25 |
| Кирпич | 1400…1800 | 2500…2600 | 25…35 |
| Древесина | 400…800 | 1500…1550 | 45…70 |
| Пенопласт | 15…100 | 950… 1200 | 90…98 |
Пористость материала характеризуют не только с количественной стороны, но и по характеру пор: замкнутые и открытые, мелкие (размером в сотые и тысячные доли миллиметра) и крупные (от десятых долей миллиметра до 2…5 мм). По характеру пор оценивают способность материала поглощать воду. Так, полистирольный пенопласт, пористость которого достигает 95 %, имеет замкнутые поры и практически не поглощает воду. В то же время керамический кирпич, имеющий пористость в три раза меньшую (т. е. около 30 %), благодаря открытому характеру пор (большинство пор представляют собой сообщающиеся капилляры) активно поглощает воду.
Величина пористости в значительной мере влияет на прочность материала. Строительный материал тем слабее сопротивляется механическим нагрузкам, тепловым, усадочным и другим усилиям, чем больше пор в его объеме. Опытные данные показывают, что при увеличении пористости от 0 до 20 % прочность снижается почти линейно.
Величина прочности также зависит от размеров пор. Она возрастает с их уменьшением. Прочность мелкопористых материалов, а также материалов с закрытой пористостью выше, чем прочность крупнопористых и с открытой пористостью.
Для сыпучих материалов (цемент, песок, гравий, щебень) рассчитывают насыпную плотность.
Насыпная плотность — величина, определяемая отношением массы материала т (кг) к занимаемому им объему в рыхлом состоянии Vn(м ):
Величина Vnвключает в себя объем всех частиц сыпучего материала и объем пространств между частицами, называемых пустотами. Если для зернистого материала известны насыпная плотность 
и средняя плотность зерен 
, то можно рассчитать его пустотность а — относительную характеристику, выражаемую в долях единицы или в процентах:
От величины пористости и ее характера (размера и формы пор, равномерности распределения пор по объему материала, их структуры — сообщающиеся поры или замкнутые) зависят важнейшие свойства материала: плотность, прочность, долговечность, теплопроводность, водопоглощение, водонепроницаемость и др. Например, открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала и ухудшают его морозостойкость. Однако в звукопоглощающих материалах открытые поры желательны, так как они поглощают звуковую энергию. Увеличение закрытой пористости за счет открытой повышает долговечность материала и уменьшает его теплопроводность.
Сведения о пористости материала позволяют определять целесообразные области его применения.
Среди физических процессов наибольшее значение в практике имеют воздействия водной и паровой среды, тепловые воздействия, распространение звуковых волн, электротока, ядерных излучений и т. п. Отношение материала к статическому или циклическому воздействию воды или пара характеризуется гидрофизическими свойствами (гигроскопичность, капиллярное всасывание, во-допоглощение, водостойкость, водопроницаемость, паропроницаемость, влажностные деформации, морозостойкость).
Влажностные деформации — изменение размеров и объема материала при изменении его влажности. Уменьшение размеров и объема материала при его высыхании называют усадкой (усушкой), а увеличение размеров и объема при увлажнении вплоть до полного насыщения материала водой — набуханием (разбуханием). Усадка возникает и увеличивается в результате уменьшения толщины слоев воды, окружающих частицы материала, и действием внутренних капиллярных сил, стремящихся сблизить частицы материала. Набухание связано с тем, что полярные молекулы воды, проникая между частицами или волокнами, слагающими материал, как бы расклинивают их, при этом утолщаются гидратные оболочки вокруг частиц исчезают внутренние мениски, а с ними и капиллярные силы. Материалы высокопористого и волокнистого строения, способные поглощать много воды, характеризуются большой усадкой (древесина поперек волокон 30… 100 мм/м; ячеистый бетон 1…3 мм/м; кирпич керамический 0,03…0,1 мм/м; тяжелый бетон 0,3…0,7 мм/м; гранит 0,02…0,06 мм/м).
Водопоглощение — способность пористого материала впитывать и удерживать в порах капельножидкую влагу. Различают водопоглощение по массе и водопоглощение по объему.
Водопоглощение по массе Wм равно отношению массы воды твн полностью насыщающей материал, к массе сухого материала т
Wм= (твн/m)*100
Водопоглощение по объему Wвн %, характеризует степень заполнения объема материала водой. Вычисляют водопоглощение как отношение объема воды Vвн при полном насыщении материала к его объему Ve
Водопоглощение по объему можно вычислить при известных значениях водопоглощения по массе и средней плотности мате-риала, используя формулу
Водопоглощение материалов, зависящее от характера пористости, может изменяться в широких пределах. Значения WMсоставляют для гранита 0,02…0,7 %, тяжелого бетона — 2…4, кирпича 8…20, легких теплоизоляционных материалов с открытой пористостью — 100 % и более. Водопоглощение по объему Woне превышает пористости, так как объем впитанной материалом воды не может быть больше объема пор.
Величины Woи Wмхарактеризуют предельный случай, когда материал более не в состоянии впитывать влагу. В реальных конструкциях материал может содержать некоторое количество влаги, полученной при кратковременном увлажнении капельножидкой водой либо в результате конденсации в порах водяных паров из воздуха. В этом случае состояние материала характеризуют влажностью.
Влажность — отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале mв, к массе (реже — к объему) материала в сухом состоянии тс
W=(mв/m)* 100.
Влажность может изменяться от нуля, когда материал сухой, до величины WM, соответствующей максимальному водосодержанию. Увлажнение приводит к изменению многих свойств материала: повышается масса строительной конструкции, возрастает теплопроводность; под влиянием расклинивающего действия воды уменьшается прочность материала.
Для многих строительных материалов влажность нормирована. Так, влажность молотого мела — 2 %, стеновых материалов -5…7, воздушно-сухой древесины- 12…18 %.
Водостойкость — свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения — отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой, RBк прочности при сжатии сухого материала Rc
Материалы, у которых коэффициент размягчения больше 0,75, называют водостойкими.
Водонепроницаемость— свойство материала сопротивляться проникновению в него воды под давлением. Это свойство особенно важно для бетона, воспринимающего напор воды (трубы, резервуары, плотины). Водонепроницаемость бетона оценивают маркой по W (W-2…W-8), обозначающей максимальное одностороннее гидростатическое давление, при котором стандартный образец не пропускает воду. Для гидроизоляционных материалов водонепроницаемость характеризуется временем, по истечении которого появляется просачивание воды под определенным давлением через образец материала (мастика, гидроизол).
Гигроскопичность — способность материала поглощать и конденсировать водяные пары из воздуха. Гигроскопичность вызывается сорбцией, представляющей собой физико-химический процесс поглощения водяных паров из воздуха как в результате их адсорбции на внутренней поверхности материала, так и капиллярной конденсации. Капиллярная конденсация возможна только в капиллярах с малым радиусом (менее 10~7 м), так как разность давлений насыщенного водяного пара над вогнутой поверхностью мениска и плоской поверхностью в капиллярах с большим радиусом несущественна.
Гигроскопичность зависит как от свойств материала — величины и характера пористости, так и от условий внешней среды—температуры и относительной влажности, а для сыпучих материалов также от их растворимости в воде и дисперсности и снижением температуры воздуха. Этот процесс носит обратимый характер. Гигроскопичность характеризуется величиной отношения массы поглощенной материалом влаги, при относительной влажности воздуха 100% и температуре 20 °С, к массе сухого материала, выраженной в процентах.
Капиллярное всасывание (подъем) воды пористым материалом происходит по капиллярным порам, когда часть конструкции соприкасается с водой. Например, грунтовые воды могут подниматься по капиллярам и увлажнять нижнюю часть стены здания. Капиллярными называют поры с такими условными радиусами, при которых их капиллярный потенциал (потенциальная энергия поля капиллярных сил, отнесенных к единице массы жидкости) значительно больше потенциала поля тяжести.
Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия уровня воды в капиллярах материала, количеством поглощенной воды и интенсивностью всасывания.
Более точно, учитывая неправильную форму пор в материале и их изменяющееся поперечное сечение, высоту всасывания воды определяют экспериментально по методу «меченых атомов» либо по измерению электропроводности материала.
Для оперативного контроля влажности преимущественно сыпучих материалов (например, заполнителей для бетона — песка, щебня) применяют диэлькометрический и нейтронный методы. Диэлькометрический метод измерения основан на зависимости между влажностью и диэлектрической проницаемостью материала. В нейтронном методе используется связь влажности и степени замедления быстрых нейтронов, проходящих через материал.
При насыщении материала водой существенно изменяются его свойства: увеличивается плотность и теплопроводность, происходят некоторые структурные изменения в материале, вызывающие появление в нем внутренних напряжений, что, как правило, приводит к снижению прочности материала.
Воздухостойкость — способность материала выдерживать циклические воздействия увлажнения и высушивания без заметных деформаций и потери механической прочности.
Многократное гигроскопическое увлажнение и высушивание вызывает в материале знакопеременные напряжения и со временем приводит к потере им несущей способности.
Влагоотдача — свойство, характеризующее скорость высыхания материала, при наличии соответствующих условий в окружающей среде (понижение влажности, нагрев, движение воздуха). Влагоотдача обычно характеризуется количеством воды, которое материал теряет в сутки при относительной влажности воздуха 60 % и температуре 20 °С. В естественных условиях вследствие влагоотдачи, через некоторое время после строительства, устанавливается равновесие между влажностью строительных конструкций и окружающей средой. Такое состояние равновесия называют воздушно-сухим (воздушно-влажным) состоянием.
Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением. Характеристикой водопроницаемости служит количество воды, прошедшее в течение 1 с через 1 м2 поверхности материала при заданном давлении воды. Для определения водопроницаемости используют различные устройства, позволяющие создавать нужное одностороннее давление воды на поверхность материала. Методика определения зависит от назначения и разновидности материала. Водопроницаем мость зависит от плотности и строения материала. Чем больше в материале пор и чем эти поры крупнее, тем больше его водопроницаемость.
При выборе стройматериалов для специальных целей (кровельные материалы, бетоны для гидротехнических сооружений, трубы и др.) чаще оценивают не водопроницаемость, а водонепроницаемость, характеризуемую периодом времени, по истечении которого появляются признаки просачивания воды под определенным давлением через образец испытуемого материала (кровельные материалы), или предельной величиной давления воды (Па), при котором вода не проходит через образец (например, бетон).
Паропроницаемость и газопроницаемость — способность материала пропускать через свою толщу водяной пар или газы (воздух). Паропроницаемость характеризуется коэффициентом паропроницаемости, численно равным количеству водяного пара, проникающего через слой материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 в течение 1 с, и разностью парциальных давлений пара в 133,3 Па. Аналогичным коэффициентом оценивается и газопроницаемость (воздухопроницаемость). Эти характеристики определяются для комплексной оценки физических свойств строительного материала или при его специальном назначении. Материалы для стен жилых зданий должны обладать определенной проницаемостью (стена должна «дышать»), т. е. через наружные стены происходит естественная вентиляция. Наоборот, стены и покрытия влажных помещений необходимо защищать с внутренней стороны от проникновения в них водяного пара, особенно зимой, когда содержание пара внутри помещения значительно больше, чем снаружи, и пар, проникая в холодную зону ограждения, конденсируется, резко повышает влажность в этих местах. В ряде случаев необходима практически полная газонепроницаемость (емкости для хранения газов и др.).
Морозостойкость — свойство материала, насыщенного водой, выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительных признаков разрушения и снижения прочности. От морозостойкости в основном зависит долговечность материалов, применяемых в наружных зонах конструкций различных зданий и сооружений. Разрушение материала при таких циклических воздействиях связано с появлением в нем напряжений, вызванных как односторонним давлением растущих кристаллов льда в порах материала, так и всесторонним гидростатическим давлением воды, вызванным увеличением объема при образовании льда примерно на 9% (плотность воды равна 1, а льда — 0,917). При этом давление на стенки пор может достигать при некоторых условиях сотен МПа.
Очевидно, что при полном заполнении всех пор и капилляров пористого материала водой разрушение может наступить даже при однократном замораживании. Однако у многих пористых материалов вода не может заполнить весь объем доступных пор, поэтому образующийся при замерзании воды лед имеет свободное пространство для расширения. При насыщении пористого материала в воде в основном заполняются водой макрокапилляры, микрокапилляры при этом заполняются водой частично и служат резервными порами, куда отжимается вода в процессе замораживания.
При работе пористого материала в атмосферных условиях (наземные конструкции) водой заполняются в основном микрокапилляры за счет сорбции водяных паров из окружающего воздуха; крупные же поры и макрокапилляры являются резервными. Следовательно, морозостойкость пористых материалов определяется величиной и характером пористости и условиями эксплуатации изготовленных из них конструкций. Она тем выше, чем меньше водопоглощение и больше прочность материала при растяжении. Учитывая неоднородность строения материала и неравномерность распределения в нем воды, удовлетворительную морозостойкость можно ожидать у пористых материалов, имеющих объемное водопоглощение не более 80 % объема пор. Разрушение материала наступает только после многократного попеременного замораживания и оттаивания.
Морозостойкость характеризуется числом циклов попеременного замораживания при —15, —17 °С и оттаивания в воде при температуре около 20 °С. Выбор температуры замораживания не выше —15, —17 СС вызван тем, что при более высокой температуре вода, находящаяся в мелких порах и капиллярах, не может вся замерзнуть. Число циклов (марка), которые должен выдерживать материал, зависит от условий его будущей службы в сооружении, климатических условий и указывается в СНиПах и ГОСТах на материалы.
Марка по морозостойкости (F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300 для каменных материалов) характеризуется числом циклов замораживания и оттаивания, которое выдержал материал, при допустимом снижении прочности или уменьшении массы образцов.
Материал считают выдержавшим испытание, если после заданного количества циклов замораживания и оттаивания потеря массы образцов в результате выкрашивания и расслаивания не превышает 5%, а прочность снижается не более чем на 15 % (для некоторых материалов на 25 %). Для определения морозостойкости иногда используют ускоренный метод, например с помощью сернокислого натрия. Кристаллизация этой соли из насыщенных паров при ее высыхании в порах образцов воспроизводит механическое действие замерзающей воды, но в более сильной степени, так как образующиеся кристаллы крупнее (значительное увеличение объема). Один цикл таких испытаний приравнивается 5…10 и даже 20 циклам прямых испытаний замораживанием. С некоторым приближением о морозостойкости можно косвенно судить по величине коэффициента размягчения. Большое понижение прочности вследствие размягчения материала (больше 10 %) указывает, что в материале есть глинистые или другие размокающие частицы, что отрицательно сказывается и на морозостойкости материала.
Отношение материала к постоянному или переменному тепловому воздействию характеризуется его теплопроводностью, теплоемкостью, термической стойкостью, огнестойкостью, огнеупорностью.
Теплопроводность — сp align=»JUSTIFY»/td/spanвойство стройматериала передавать теплоту через толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность К [Вт/(м*°С)] характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей через материал толщиной 1 м, площадью 1 м2 в течение 1 с, при разности температур на противоположных поверхностях материала 1 °С.
Это свойство имеет важное значение для строительных материалов, применяемых при устройстве ограждающих конструкций (стен, покрытий и перекрытий), и материалов, предназначенных для тепловой изоляции. Теплопроводность материала зависит от его строения, химического состава, пористости и характера пор, а также влажности и температуры, при которой происходит передача теплоты.
Теплопроводность характеризуют коэффициентом теплопроводности, указывающим, какое количество теплоты в Дж способен пропустить материал через 1 м2 поверхности при толщине материала 1 м и разности температур на противоположных поверхностях 1 °С в течение 1 ч. Коэффициент теплопроводности, Вт/(м *°С), равен: для воздуха — 0,023; для воды — 0,59; для льда — 2,3; для керамического кирпича — 0,82. Воздушные поры в материале резко снижают его теплопроводность, а увлажнение водой сильно повышает ее, так как коэффициент теплопроводности воды в 25 раз выше, чем у воздуха.
С ростом температуры теплопроводность большинства строительных материалов увеличивается, что объясняется повышением кинетической энергии молекул, слагающих вещество материала, и определяется по формуле
где 
и 
— теплопроводность соответственно при температурах t и 0 °С; 
— температурный коэффициент, показывающий величину приращения коэффициента теплопроводности материала при повышении температуры на 1 °С; t — температура материала, °С.
Теплоемкость — свойство материала аккумулировать теплоту при нагревании. Материалы с, высокой теплоемкостью могут выделять больше теплоты при последующем охлаждении. Поэтому при использовании материалов с повышенной теплоемкостью для стен, пола, перегородок и других частей помещений температура в комнатах может сохраняться устойчивой длительное время. Теплоемкость оценивают коэффициентом теплоемкости (удельной теплоемкостью), т. е. количеством теплоты, необходимой для нагревания 1 кг материала на 1 °С.
Строительные материалы имеют коэффициент теплоемкости меньше, чем у воды, которая обладает наибольшей теплоемкостью [4,2 кДж/(кг*°С)]. Например, коэффициент теплоемкости лесных материалов 2,39…2,72 кДж/(кг*°С), природных и искусственных каменных материалов — 0,75…0,92 кДж/(кг*°С), стали — 0,48 кДж/(кг*°С). Поэтому с увлажнением материалов их теплоемкость возрастает, но вместе с тем возрастает и теплопроводность.
Коэффициент теплоемкости материалов используют при расчетах теплоустойчивости ограждающих конструкций (стен, перекрытий), подогрева материала при зимних работах (бетонных, каменных и т. д.), а также при расчете печей. В некоторых случаях приходится рассчитывать размеры печи, используя удельную объемную теплоемкость, которая представляет собой количество тепла, необходимого для нагревания 1 м3 материала на 1 °С.
Термическая стойкость — способность материала выдерживать чередование (циклы) резких тепловых изменений. Это свойство в значительной степени зависит от однородности материала и коэффициента теплового расширения составляющих его веществ. Коэффициент линейного температурного расширения характеризует удлинение 1 м материала при нагревании его на 1 °С, коэффициент объемного расширения характеризует увеличение объема 1 м3 материала при нагревании его на 1 °С.
Чем меньше эти коэффициенты и выше однородность материала, тем выше и его термическая стойкость, т. е. большое количество циклов резких смен температуры он может выдержать. Так, каменные материалы из мономинеральных горных пород (мрамор) более термостойки, чем породы, сложенные из нескольких минералов (например, гранит). При жестком соединении материалов с различными коэффициентами линейного расширения в конструкциях могут возникнуть большие напряжения и, как результат, — коробление и растрескивание материала. Во избежание этого конструкции большой протяженности разрезают деформационными швами.
Огнестойкость— свойство материала выдерживать без разрушения воздействие высоких температур, пламени и воды в условиях пожара. Материал в таких условиях либо сгорает, либо растрескивается, сильно деформируется, разрушается от потери прочности. По огнестойкости различают материалы несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию — кирпич, бетон и др. Однако некоторые несгораемые материалы — мрамор, стекло, асбестоцемент — при резком нагревании разрушаются, а стальные конструкции сильно деформируются и теряют прочность.
Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры медленно воспламеняются, но после удаления источника огня их тление или горение прекращается. К таким материалам относятся фибролит, асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина.
Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры горят и продолжают гореть после удаления источника огня. Это — древесина, обои, битуминозные кровельные и полимерные материалы и др.
Предел огнестойкости — это промежуток времени (минуты или часы) от начала возгорания до возникновения в конструкции предельного состояния. Предельным состоянием считают потерю несущей способности, т. е. обрушение конструкции; возникновение в ней сквозных трещин, через которые на противоположную поверхность могут проникать продукты горения и пламя; недопустимый нагрев поверхности, противоположной действию огня, который может вызвать самопроизвольное возгорание других частей сооружения.
Огнеупорность— свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °С и выше), не деформируясь и не размягчаясь. Огнеупорные материалы (динас, шамот, хромомагнезит, корунд), применяемые для внутренней футеровки промышленных печей, не деформируются и не размягчаются при температуре 1580 °С и выше. Тугоплавкие материалы (тугоплавкий печной кирпич) выдерживают без оплавления и деформации температуру 1350...1580 °С, легкоплавкие (кирпич керамический строительный) — до 1350 °С.
Акустические свойства материалов — это свойства, связанные с взаимодействием материала и звука. Звук, или звуковые волны — это механические колебания, распространяющиеся в твердых, жидких и газообразных средах. Строителя интересуют две стороны взаимодействия звука и материала: в какой степени материал проводит сквозь свою толщу звук — звукопроводность и в какой мере материал поглощает и отражает падающий на него звук — звукопоглощение.
При падении звуковой волны на ограждающую поверхность звуковая энергия отражается, поглощается и проводится твердым телом. Отношение, характеризующее количество поглощенной энергии Епоглк падающей Епадназывают коэффициентом звукопоглощения α
Коэффициент звукопоглощения зависит от ряда факторов: уровня и характеристик звука (шума), свойств поглощающего материала, способов его расположения по отношению к жесткой поверхности (потолку, стене) и методов измерения.
Звукопоглощение зависит от характера поверхности и пористости материала. Материалы с гладкой поверхностью отражают большую часть падающего на них звука, поэтому в помещении с гладкими стенами звук, многократно отражаясь от них, создает постоянный шум. Если же поверхность материала имеет открытую пористость, то звуковые колебания, входя в поры, поглощаются материалом, а не отражаются.
Сущность физического явления, происходящего при гашении звука пористым телом, заключается в следующем. Звуковые волны, падая на поверхность такого материала и проникая далее в его поры, возбуждают колебания воздуха, находящегося в узких порах. При этом значительная часть звуковой энергии расходуется. Высокая степень сжатия воздуха и его трение о стенки пор вызывают разогрев. За счет этого кинетическая энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую, которая рассеивается в среде.
Гашению звука способствует деформирование гибкого скелета звукопоглощающего материала, на что также тратится звуковая энергия; этот вклад особенно заметен в пористо-волокнистых материалах с открытой сообщающейся пористостью при ее общем объеме не менее 75 %.
Звукопроводность зависит от массы материала и его строения. Материал тем меньше проводит звук, чем больше его масса: если масса материала велика, то энергии звуковых волн не хватает, чтобы пройти сквозь него, так как для этого надо привести материал в колебание.
Качество звукоизоляционных ограждений оценивают коэффициентом звукопроводности т, представляющим собой отношение количества звуковой энергии, прошедшей через преграду, к звуковой падающей энергии Епад
Придание звукоизолирующих свойств ограждению базируется на трех основных физических явлениях: отражении воздушных звуковых волн от поверхности ограждения, поглощении звуковых волн материалом ограждения, гашении ударного или воздушного шума за счет деформации элементов конструкции и материалов, из которых она изготовлена.
Способность отражать звуковые волны важна для наружных ограждений зданий. В этом случае для повышения отражения воздушных звуковых волн применяют массивные конструкции с гладкой наружной поверхностью.
Для внутренних помещений высокая отражающая способность ограждения (перегородок) недостаточна, так как отраженные звуковые волны будут усиливать шум в наиболее шумном помещении. В данном случае применяют многослойные конструкции, в состав которых входят элементы из звукоизоляционных материалов, эффективность которых оценивается динамическим модулем упругости. В качестве звукоизоляционных прокладок применяют пористо-волокнистые материалы из минеральной или стеклянной ваты, древесных волокон (древесноволокнистые плиты), засыпки из пористых зерен (керамзита, шлака и др.).
Снижению уровня ударных и звуковых шумов способствуют малый динамический модуль упругости звукоизоляционных материалов (до 15 МПа) и наличие воздуха в порах. В данном случае снижение интенсивности звука происходит за счет деформации элементов структуры звукоизоляционных материалов и частично — за счет звукопоглощения.
Читать по теме:
К разделу
Строительные материалы
tehlib.com
Объемная прочность - жидкость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Объемная прочность - жидкость
Cтраница 1
Объемная прочность жидкостей монотонно уменьшается с повышением температуры, обращаясь в нуль вблизи критической температуры, что довольно хорошо оправдывается экспериментально для большинства жидкостей, кроме воды, для которой максимум объемной прочности достигается при 6 С. Сходство механизмов разрыва жидкостей и твердых тел явилось толчком для проведения ряда экспериментов, которые показали, что при достаточно больших скоростях деформации жидкость ведет себя как твердое тело, способное к хрупкому разрушению. [1]
Если объемная прочность жидкости в этот момент недостаточна для восприятия растягивающих напряжений, то в сварном шве или слитке появляются межкристаллические трещины. Дальнейшее понижение температуры сопровождается увеличением вязкости межкристаллических прослоек. Металл начинает деформироваться путем сдвига в объемах кристаллитов, пластичность швов возрастает, разрушение становится внутри-кристаллическим. [3]
За верхнюю границу объемной прочности жидкости принимают абсолютную величину максимального отрицательного давления, которое может быть приложено к жидкости. Верхняя граница объемной прочности изменяется в широких пределах для различных жидкостей. Эти цифры соответствуют представлению о разрыве или, распаде жидкости, происходящем одновременно во всем объеме. [4]
С дальнейшим снижением температуры возрастает объемная прочность жидкости, уменьшается ее объем, увеличивается число контактов между зернами. Одновременно с этим повышается и прочность самих границ зерен. Такая температура названа эквикохезивной. При этом пластические свойства материала возрастают, так как деформация уже не концентрируется по малым прослойкам между зерен, а воспринимается всем агрегатом в достаточной степени равномерно. [5]
Применение плоских ударных волн обеспечивает необходимые условия для измерений объемной прочности жидкостей в силу того, что движение среды в этих условиях одномерно, растяжение при отражении импульса сжатия от поверхности тела реализуется только внутри него, так что поверхность не может оказывать влияния на процессы разрывного разрушения. Согласно [68], откольнаяпрочность глицерина составляет - 25 МПа, что соответствует начальному размеру зародышевых пузырьков - 0 01 мкм. [6]
Применение плоских ударных волн обеспечивает необходимые условия для измерений объемной прочности жидкостей в силу того, что движение среды в этих условиях одномерно, растяжение при отражении импульса сжатия от поверхности тела реализуется только внутри него, так что поверхность не может оказывать влияния на процессы разрывного разрушения. Согласно [68], откольная прочность глицерина составляет - 25 МПа, что соответствует начальному размеру зародышевых пузырьков - 0 01 мкм. [7]
Таким образом, гидростатическое давление в точке максимума представляет собой объемную прочность жидкости при ее разрыве на пузырьке газа z - ратм. [8]
Из опытов, проведенных советскими исследователями [5, 6] можно видеть, что объемная прочность жидкости 1 изменяется в значительных пределах. [9]
Наличие нерастаоренных газов и воздуха в капельной жидкости ускоряет кавитащго, так как они вызывают образование зовах ядер кавитации, снижают объемную прочность жидкости. [10]
Наряду с вышеуказанными результатами теоретических исследований известны опытные данные, согласно которым растворенный газ при относительно малых газосодеряаниях не оказывает существенного влияния на объемную прочность жидкости, величину давления в каверне и кавитационные характеристики объекта в целом. [11]
Установлено, что с увеличением степени чистоты воды возрастает ее сопротивление разрыву. Объемная прочность жидкостей, не подвергавшихся необходимой очистке от газов и поверхностно-активных веществ, равна упругости их паров. При кавитационной эрозии соотношение между внешним давлением рь и упругостью пара рп имеет решающее значение; кавитация возникает в случае, когда разность давлений рв-рп достаточно велика. [13]
Таким образом, влияние газонасыщенности воды на развитие кавитационной эрозии металлов, несомненно, связано с химической активностью газов и коррозионной стойкостью испытуемого материала. Однако наиболее существенным является вопрос изменения механических свойств самой жидкости; например, известно, что с увеличением газонасыщенности уменьшается объемная прочность жидкости. [14]
Можно сказать вообще, что жидкость может начать кипеть в том случае, когда внешнее давление будет равно давлению насыщенных паров жидкости при данной температуре. Так, например, при температуре 20 С давление насыщенных паров воды составляет - 0 023 апгм; поэтому при разрежении в 0 977 атм ( 1 атм - 0 023 атм) вода должна была бы начать кипеть. Причина этого заключается в том, что в идеально чистой воде отсутствуют пузырьки газа или пара, которые уменьшают объемную прочность жидкости и благодаря которым в обычной воде начинается кипение. Для того чтобы некоторый пузырек радиуса R мог существовать длительное время в жидкости, внутреннее давление в пузырьке должно быть равно внешнему. [15]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Способ увеличения электрической прочности воды
ОП И С А и И E
ИЗОБРЕТЕНИЯ 987504
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 1707.81 (21) 3322495/18-25 с присоединением заявки №(23) Приоритет—
Опубликовано 0701.83. Бюллетень ¹ 1
Р )М g+ з
G 01 N 27/50
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
РЗ) УДК 542.8 (088.8) Дата опубликования описания 070183 (72) Автор изобретения
Е.A. Морозов
Ленинградский ордена Ленина политехнический... институт им. М.И. Калинина (71) Заявитель (54) СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОЧНОСТИ ВОДИ
Изобретение относится к технике высоких напряжений, а именно к высоковольтной импульсной технике,и может быть использовано дпя исследования физики плазмы, в.импульсных источниках света, в ускорителях пучков релятивистских электронов.
Известен способ увеличения импульсной электрической прочности воды путем создания гидростатического давления до 150-200 атм в рабочем объеме диэлектрика 1 .
Высокое гидростатическое давление влияет на электрофизические процессы в сильном электрическом поле, затрудняя образование и развитие паро-газовых пузырьков в воде, что приводит к увеличению электрической прочности . Так, например,в равномер- ном электрическом поле при давлении
150 атм электрическая прочность воды увеличивается в 2 раза.
Наиболее близким по технической сущности является способ увеличения электрической прочности воды, в котором повышение электрической прочнос.ти достигается путем введения в очищенную до удельного сопротивления
10 Ом см воду добавки раствора электролита. Добавка электролита созда- ЗО ет у поверхностей электродов проводящие слои с активно спадающей вглубь жидкости проводимостью и эффективной толщиной, существенно превышающей размер микронеоднородностей, но малой по сравнению с расстоянием между электродами.
Проводящие слои в приэлектродной области создаются путем введения раствора электролита в воду через поверхности электродов. Толщина создаваемых путем введения электролита слоев составляет примерно 10% от величины зазора между электродами. Спосо5 дает возможность увеличить импульсную электрическую прочность воды в 3-4 раза (2 1.
Однако известный способ увеличения электрической прочности воды. не дает увеличения электрической прочности воды, необходимого для достижения требуемой плотности энергии, запасаемой в единице объема водяного диэлектрика.
Кроме того, при реализации в реальнйх установках с площадями электродов 1 м и более изготовление поверхностей с микропорами размером . 5 мкм, обеспечивающими равномерное создание токопроводящих слоев, явля987504
Наличие пробоя
Наличие гидродинамических возмущений макс ° кВ/см
U кВ
Концентрация глицина, Ъ
100
Нет
Есть
500
Нет
Интенсивные
Есть б70
Очень интенсивные
100
100
Нет
Нет
Нет
335
Нет
0,01
500
Слабые
Нет ется весьма сложной или невозможной в ряде случаев технической задачей.
Целью изобретения является увеличение энергоемкости воды, используемой в качестве электроизоляционной жидкости ° 5
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу увеличения электрической прочности воды, заключающемуся в введении в очищенную воду добавки электролита, в воду $Q дополнительно вводят аминокислоту в количестве 0,01 — 0,1 моль/л.
Причем в качестве аминокислоты используется глицин.
При введении в воду аминокислоты, 15 например глицина, последний существует в исходном состоянии в изоэлектрическом равновесии, что является особенностью аминокислот, являющихся амфолитами со структурой двуполярных ионов (иностранное название — цвитеррионы). Далее в зависимости от реакции среды аминокислота функционирует как кислота или как основание. Именно это происходит в воде при воздействии сильного электрического поля, где у анода аминокислота выступает как основание, а у катода — как кислота.
В результате протекает реакция нейтрализации с ионами Н О+ у анода и,ОН у катода, приводящая в рекомбинации вновь образованных ионов и созданию малоподвижных молекулярных. агрегатов на основе глицина, поэтому высокоподвижных униполярных слоев не образуется, следовательно, не происходит 35 кавитационных явлений и, как следствие, угленьшения электрической проч-. ности. При этом всегда концентрация аминокислоты в воде может быть подобрана такой, что избыток зарядов 4О одного знака вследствие воздействия электрического поля заданной напряженности будет полностью нейтрализован.
Пример. Проводилось сравнительное исследование электрической прочности чистой воды и воды с добавками глицина. В объем воды высыпался порошок глицина и размешивался, при этом обеспечивалась концентрация раствора 0,01 . 0,05; 0,1 моль/л.
В эксперименте использовалась вода, очищенная в соответствии с требованиями ОСТ 11.029 003-73. Измерение проводили при воздействии импульсных напряжений микро-и наносекундного диапазона. Исследования были проведены при введении добавок глицина концентрации 0,01; 0,05;
0,1 моль/л с помощью наблюдения изменения интерференционной картины ве, времени на интерферометре Маха-Цендера в сравнении с водой, не содержащей добавок.
Испытания проводились в системе с плоскопараллельными электродами при междуэлектродном расстоянии 2 мм. Электродная система обеспечивала неравномерное электрическое поле с коэффициентом неравномерности К=
Е
Емин
В эксперименте использовалась вода, очищенная в соответствии с требованиями ОСТ 11.029.003-73 "Изделия электронной техники. Вода, применяемая в производстве. Марки, технические требования, методы очистки и контроля".
Результаты наблюдений приведены в таблице.
987504
Продолжение таблииы
1
500
Нет
Нет
120
0 05
Очень слабые
800
Нет
Слабые
1ЗО
870
Нет
Нет
500
Нет
0,01
Нет
1ОО
670
Нет
Слабые
1ЗО
870
Нет
Составитель и. Рогаль
Редактор О. Половка Техред С.Иигунова Корректор А. Дзятко
Заказ 10285/31 Тирах
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раунская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Из приведенных данных видно, что при отсутствии глицина гидродинамические возмущения возникают уже при
V-=15 кВ, а при напряжении 100 кВ возникает пробой. При введении глицина, по мере увеличения его концентрации, гидродинамические возмущения возникают при все больших значениях напряжения, а пробой не наступает °
Изобретение позволяет увеличить импульсную электрическую прочность воды более, чем в 5 раз, тогда как известные способы позволяли увеличить электрическую прочность в 1,54 раза. Способ может применяться в емкостных накопителях энергии с любыми площадями электродов.
Формула изобретения
Способ увеличения электрической прочности воды, заключающийся в введенни в очищенную воду добавки элеь тролита, о т л и ч a n шийся тем, что, с целью увеличения энерго. емкости воды, в воду дополнительно
25 вв дят а,. ноки ту, в к пичестве
0,01 - 0,1 моль/л.
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве аминокислоты.используется глицин.
3D Источники информации, принятые во внииание при экспертизе
1. Ушаков В.Я. Импульсный электрический пробой жидкости. Изд-во
Томского университета, 1975, с. 16335 176.
2. Воробьев В.В. и др, Исследование пробоя воды в системе с диффузионными электродами. — Журнал теоретической физики. T. 50, вып. 5, 1980, 40 с. 993 (прототип).
www.findpatent.ru
