CHƯƠNG III: Các quá trình cơ lý của vật liệu rời 132 Chương 1: Đại cương về cơ học lưu chất. 1.1. Tĩnh học lưu chất 1.1.1. Tính chất của chất lỏng. Chất lỏng lý tưởng: Là chất lỏng hoàn toàn không bị nén ép, khi nhiệt độ và áp suất thay đổi thì thể tích của chúng không thay đổi, giữa các phân tử lỏng không có ma sát, không có tính nhớt Chất lỏng thực: Là chất lỏng nhớt, giữa các phần tử có ma sát khi chuyển động, có sự biến đổi thể tích khi thay đổi nhiệt độ và áp suất. 1.1.2. Các thông số cơ bản. a. Khối lượng riêng Khối lượng riêng là khối lượng của chất lỏng hoặc khí tính cho một đơn vị thể tích : mV , (kgm3) ( 11 ) m: khối lượng của chất L (k) (kg) v: thể tích của chất L (k);(m3) Đối với 1 dung dịch hoặc hỗn hợp nhiều chất lỏng hòa tan vào nhau: dd = 0,01 ( 1a1 + ….+ n an) (1.2) 1, 2 …. n : khối lượng riêng của từng cấu tử trong dung dịch a1, a2…an : Nồng độ phần khối lượng của từng cấu tử Đối với dung dịch huyền phù HF 1 = r x + l x 1 (1.3) Trong đó : r , l : Khối lượng riêng của chất rắn, lỏng trong huyền phù x : Nồng độ phần trăm khối lượng của chất rắn trong huyền phù Khối lượng riêng phụ thuộc vào nhiệt độ khi t0 > thì và ngược lại b. Trọng lượng riêng Là trọng lượng của chất lỏng tính cho một đơn vị thể tích
CHƯƠNG III: Các trình lý vật liệu rời TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GIÁO TRÌNH : KỸ THUẬT THỰC PHẨM Chủ biên: Huỳnh Bảo Long Và tác giả 131 CHƯƠNG III: Các trình lý vật liệu rời Chương 1: Đại cương học lưu chất 1.1 Tĩnh học lưu chất 1.1.1 Tính chất chất lỏng Chất lỏng lý tưởng: Là chất lỏng hoàn toàn không bị nén ép, nhiệt độ áp suất thay đổi thể tích chúng không thay đổi, phân tử lỏng ma sát, tính nhớt Chất lỏng thực: Là chất lỏng nhớt, phần tử có ma sát chuyển động, có biến đổi thể tích thay đổi nhiệt độ áp suất 1.1.2 Các thông số a Khối lượng riêng Khối lượng riêng khối lượng chất lỏng khí tính cho đơn vị thể tích : m , (kg/m3) V ( 1-1 ) m: khối lượng chất L (k) (kg) v: thể tích chất L (k);(m3) Đối với dung dịch hỗn hợp nhiều chất lỏng hòa tan vào nhau: dd = 0,01 ( 1a1 + ….+ n an) (1.2) - 1, … n : khối lượng riêng cấu tử dung dịch - a1, a2…an : Nồng độ phần khối lượng cấu tử Đối với dung dịch huyền phù x x 1 = + HF r l (1.3) Trong : r , l : Khối lượng riêng chất rắn, lỏng huyền phù x : Nồng độ phần trăm khối lượng chất rắn huyền phù Khối lượng riêng phụ thuộc vào nhiệt độ t0 -> ngược lại b Trọng lượng riêng Là trọng lượng chất lỏng tính cho đơn vị thể tích: 132 CHƯƠNG III: Các trình lý vật liệu rời G N V m3 (1.4) G : Trọng lực chất lỏng (N) V : Thể tích chất lỏng (m3) G = m g => mg N g V m * Đối chất khí : k m pm m ; (pv = RT ) V M M (1.5) P : Áp suất khí (N/m3) T : Nhiệt độ tuyệt đối khí (0K) V : Thể tích khí (m3) M : Khối lượng phân tử khí c Thể tích riêng Thể tích riêng chất lỏng h khí thể tích cho đơn vị khối lượng: V m ( m3/kg ) : Thể tích lỏng (khí) (m ) m : khối lượng L (k) (kg) (1.6) Chất có khối lượng riêng lớn thể tích riêng nhỏ ngược lại Đối với khí: Khối lượng riêng phụ thuộc vào nhiệt độ 0 T0 P M 273P T P0 22,4TP0 ( : Đo ĐKTC, 1at, 0oC) (1.7) d Sức căng bề mặt Trên bề mặt chất lỏng mức độ hay mức độ khác tính chất đặc biệt lớp bề mặt Những phần tử nằm bên chất lỏng, sức hút tương hỗ lẫn nhau, nên trung bình gây áp suất theo hướng Còn 133 CHƯƠNG III: Các trình lý vật liệu rời phần tử nằm lớp bề mặt bị phần tử bên hút với lực lớn so với phía môi trường xung quanh Do bề mặt có xuất áp lực hướng theo chiều thẳng góc bề mặt Do áp lực mà chất lỏng có khuynh hướng thu hẹp bề mặt nó, để tạo bề mặt phải tốn công Công cần thiết để tạo đơn vị bề mặt chất lỏng gọi sức căng bề mặt, kí hiệu Đơn vị đo sức căng bề mặt (N/m) : N J N.m 2 m m m (1.8) Sức căng bề mặt phụ thuộc vào tính chất nhiệt độ chất lỏng e Độ chịu nén ép Khối lượng riêng chất lỏng thay đổi theo nhiệt độ áp suất Chất lỏng giọt thực tế coi không bị nén ép, tính toán coi khối lượng riêng trọng lượng riêng chất lỏng không đổi Đối với khí khối lượng riêng trọng lượng riêng thay đổi theo nhiệt độ áp suất Sự thay đổi tính toán theo phương trình trạng thái : pv = mRT Độ giảm thể tích chất lỏng áp suất bề mặt tăng lên gọi hệ số nén ép f Áp suất Áp suất lực tác dụng lên đơn vị bề mặt P G F (N/m3) (1.9) G : Lực tác dụng (N) F : Bề mặt lực tác dụng (m2) Đối với chất lỏng chứa bình, gây áp lực lên thành bình, đáy bình vật thể có bình - Nếu ta đổ chất lỏng vào bình chứa, chất lỏng có trọng lượng riêng chiều cao cột chất lỏng h áp lực tác dụng lên đáy bình G = V V : Thể tích chất lỏng bình (m3) V = F.h (m3) F : Diện tích đáy bình (m2) h Vậy : Áp suất chất lỏng tác dụng đáy bình 134 CHƯƠNG III: Các trình lý vật liệu rời P= G Fh = gh = h F F (N/m2) (1.10) Áp suất chất lỏng tác dụng lên đáy bình phụ thuộc chiều cao cột chất lỏng (h) Đơn vị áp suất : at (atmotphe) : mm Hg, N/m2; mH2O… Kilogam lực centimet vuông (Kp/.cm2) atm = 760 mm Hg = 10,33m H2O = 1,033 Kp/cm2 = 105N/m2 1at = 735,6mm Hg = 10m H2O = 1Kp/cm2 = 9,81.104 N/m2 Dụng cụ đo áp suất gọi áp kế Áp suất đo thiết bị Áp suất tuyệt đối là: áp suất dư, áp suất khí áp suất chân không Gọi : P : áp suất; Pa áp suất khí Pdư : áp suất dư ; Pck áp suất chân không Ta có : Pdư > Pa ; Pt = Pa ; Pck