Сжимаемость

Алгоритмы сжатия данных неизвестного формата

Имеется два основных подхода к сжатию данных неизвестного формата:

  • На каждом шаге алгоритма сжатия очередной сжимаемый символ либо помещается в выходной буфер сжимающего кодера как есть (со специальным флагом, помечающим, что он не был сжат), либо группа из нескольких сжимаемых символов заменяется ссылкой на совпадающую с ней группу из уже закодированных символов. Поскольку восстановление сжатых таким образом данных выполняется очень быстро, такой подход часто используется для создания самораспаковывающихся программ.
  • Для каждой сжимаемой последовательности символов однократно либо в каждый момент времени собирается статистика её встречаемости в кодируемых данных. На основе этой статистики вычисляется вероятность значения очередного кодируемого символа (либо последовательности символов). После этого применяется та или иная разновидность энтропийного кодирования, например, арифметическое кодирование или кодирование Хаффмана, для представления часто встречающихся последовательностей короткими кодовыми словами, а редко встречающихся — более длинными.

Показатели сжимаемости грунта

Характеристики почвы на деформацию определяются двумя методами:


  1. В жестких, не поддающихся растяжению, компрессионных устройствах. В них полностью исключается боковое расширение.
  2. В условиях возможного бокового расширения.

Степень сжатия периодически увеличивают, после каждой нагрузке дают время на стихание процесса деформации. После стабилизации измеряют осадку и выводят компрессионную кривую.

К показателям деформирования породы относят:

  • коэффициент сжимаемости;
  • относительной сжимаемости;
  • модуль деформации;
  • структурную прочность.

Коэффициент сжимаемости

Первый показатель, изменение рыхлости породы под давлением, крайне важен. Он определяет зависимость конечного деформирования почвенной смеси от давления и дает возможность установить формат осадка основания строения.

Коэффициент относительной сжимаемости

Это параметр деформации относительно единицы давления. При определении этого показателя учитывают: усадку образца под разным нажимом от 0 до p1, начальную высоту исследуемого материала в мм и уровень пористости.

Коэффициент сжимаемости, m0, связан с модулем поперечной деформации E0 (упругости). Степень поперечного расширения для разных песков, супесей, суглинков, глин, отличается.

Выделяют три категории грунта:

  1. сильно сжимаемый – m > 0,5 (МПа)-1
  2. средне сжимаемый – 0,1>m > 0,5 (МПа)-1
  3. мало сжимаемый – m < 0,5 (МПа)-1

Модуль упругости

Эта величина переменная. Она меняется: от степени сдавливания, времени воздействия, плотности породы, площади штампа. Чтобы спрогнозировать поведение почвенного слоя в условиях сдавливания, необходимо знать эти показатели.

Структурная прочность

Степень уплотнения зависит от структуры почвы, рыхлости, наличия кристаллизационных связей. Структурная прочность – это параметр напряженности, при котором происходит разрушение связей. Небольшие нагрузки вызывают легкую деформацию, при этом коэффициент пористости практически остается неизменным. При усилении нагрузок и достижении структурной прочности происходит перекомпоновка частиц, уплотнение и уменьшение пористости.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Для того чтобы определять коэффициент объемного расширения жидкостей используют приборы, которые называют пикнометры. Это стеклянные колбы с узким горлом (рис.1). На горлышке ставят отметки о вместимости сосуда (обычно в мл). Как применяют пикнометры?
Решение Измеряют коэффициент объемного расширения следующим образом. Пикнометр наполняют исследуемой жидкостью, до избранной метки. Колбу нагревают, отмечая изменение уровня вещества. При таких известных величинах как: начальный объем пикнометра, площадь сечения канала шейки колбы, изменение температуры определяют долю начального объема жидкости, которая поступила в шейку пикнометра, при нагревании на 1 К. При этом следует учесть, что коэффициент расширения жидкости больше, полученной величины, так как произошло нагревание и расширение и колбы. Следовательно, для вычисления коэффициента расширения жидкости добавляют коэффициент расширения вещества колбы (обычно стекла). Надо сказать, что, так как коэффициент объемного расширения стекла существенно меньше, чем жидкости, при приблизительных расчетах коэффициентом расширения стекла можно пренебречь.

ПРИМЕР 2

Задание В чем состоят особенности расширения воды? В чем значение этого явления?
Решение Вода, в отличие от большинства других жидких веществ, расширяется при нагревании, только если температура выше 4 o С. В интервале температур объем воды при увеличении температуры уменьшается. Пресная вода при имеет максимальную плотность. Для морской воды максимальная плотность достигается при. Рост давления понижает температуру максимальной плотности воды.

Так как почти 80% поверхности нашей планеты покрыто водой, то особенности расширения ее играют значимую роль в создании климата на Земле. Лучи Солнца, попадая на водную поверхность, нагревают ее. Если температура ниже 1-2 o С, то нагревшиеся слои воды имеют большую плотность, чем холодные и опускаются вниз. При этом их место занимают более холодные слои, которые в свою очередь нагреваются. Так идет постоянная смена слоев воды и это ведет к прогреванию водяной толщи, до момента достижения максимальной плотности. Дальнейшее увеличение температуры приводит к тому, что верхние слои воды уменьшают свою плотность и остаются наверху.

Так, получается, что большой слой воды прогревается до температуры максимальной плотности довольно быстро, а дальнейшее увеличение температуры идет медленно. В результате глубокие водоемы Земли с некоторой глубины имеют температуру около 2-3 o С. При этом температура верхних слоев воды в морях теплых стран может иметь температуру около 30 o C и выше.

Растворимость газов

Многие жидкости способны растворять в себе газы. Эта способность характеризуется количеством растворенного газа в единице объема жидкости, различается для разных жидкостей и изменяется с увеличением давления.

Относительный объем газа, растворенного в жидкости до ее полного насыщения, можно считать по закону Генри прямо пропорциональным давлению, то есть:

где Vг — объем растворенного газа, приведенный к нормальным условиям (p, Т);Vж — объем жидкости;k — коэффициент растворимости;р — давление жидкости.

Коэффициент k имеет следующие значения при 20°С:

вода 0,016
керосин 0,13
минеральные масла 0,08
жидкость АМГ-10 0,1

При понижении давления выделяется растворенный в жидкости газ, причем интенсивнее, чем растворяется в ней. Это явление может отрицательно сказывается на работе гидросистем.

Испаряемость

Любая капельная жидкость способна изменять свое агрегатное состояние, в частности превращаться в пар. Это свойство капельных жидкостей называют испаряемостью. В гидравлике наибольшее значение имеет условие, при котором начинается интенсивное парообразование по всему объему — кипение жидкости.

Для начала процесса кипения должны быть созданы определенные условия (температура и давление). Например, дистиллированная вода закипает при нормальном атмосферном давлении и температуре 100°С. Однако это является частным случаем кипения воды. Та же вода может закипеть при другой температуре, если она будет находиться под воздействием другого давления, т. е. для каждого значения температуры жидкости, используемой в гидросистеме, существует свое давление, при котором она закипает.


Давление при котором жидкость закипает, называют давлением насыщенных паров (pн.п.).

Величина pн.п. всегда приводится как абсолютное давление и зависит от температуры.

Для примера на рисунке приведена зависимость давления насыщенных паров воды от температуры.

На графике выделена точка А, соответствующая температуре 100°С и нормальному атмосферному давлению ра. Если на свободной поверхности воды создать более высокое давление р1, то она закипит при более высокой температуре Т1 (точка В на рисунке). И наоборот, при малом давлении р2 вода закипает при более низкой температуре Т2 (точка С).

Коэффициент — объемное сжатие

Знак минус поставлен для того, чтобы коэффициент объемного сжатия жидкости был положительной величиной. В самом деле, при увеличении давления ( dp 0) объем жидкости уменьшается ( dVx 0) и наоборот, то есть дифференциалы в числителе и знаменателе равенства (19.22) имеют разные знаки. Коэффициент объемного сжатия жидкости обычно считается универсальной постоянной, то есть считается, что он не зависит ни от температуры, ни от давления, но для разных жидкостей он принимает разные значения.  

При нагревании такого сосуда вследствие очень малого значения коэффициента объемного сжатия жидкого хлора в нем резко возрастает давление, которое во много раз превышает расчетное. Резкий рост давления внутри сосуда является причиной гидравлического разрыва его обечайки и других конструктивных элементов. Происходит выброс хлора в атмосферу и отравление людей.  

Объемная деформация воды под действием сил давления характеризуется коэффициентом объемного сжатия pw 5 — 10 — 8 для давлений 1 — 500 am и коэффициентом температурного расширения рг: ( 14 -: — 719) 10 — 6 для интервала температур 0 ч — 100 С. Поэтому при рассмотрении движения воды в трещиноватой среде для обычно встречающихся в инженерной практике колебаний давлений и температур изменяемость объема воды весьма мала; и ею практически можно пренебречь.  

Нельзя, однако, изменить характер зависимости, например, коэффициента объемного сжатия ( при постоянной температуре) от давления, изменяя единицы, в которых измеряются объем и давление. Если этот коэффициент уменьшается с увеличением давления при одном каком-нибудь выборе единиц, то он будет уменьшаться и при любом другом выборе их. Тогда надо ответить на вопрос, возникший фактически с момента изобретения термометра Галилеем: чем отличается измерение температуры от измерения такой величины, как, например, объем.  

Модулем объемной упругости жидкости / С называется величина, обратная коэффициенту объемного сжатия.  

Очевидно, что модуль объемной упругости — К является обратной величиной коэффициента объемного сжатия.  

Винтовой пресс Рухгольца для тарировки пружинных манометров работает на масле с коэффициентом объемного сжатия р 6 25 10 — 5 см2 / кг.  

Величина получаемых давлений пропорциональна мощности, обратно пропорциональна длительности импульса и зависит от коэффициента объемного сжатия жидкости. Средой для получения электрогидравлического эффекта может служить любая жидкость; наиболее удобной является техническая вода.  

Найти приближенное значение частоты со первого тона вертикальных колебаний жидкости в трубе, если коэффициент объемного сжатия последней равен / ill / M J, а труба имеет круговое поперечное сечение площадью S. Считать, что амплитуды перемещений частиц жидкости по вертикали и изменяются но линейному закону ( смотри зпюру), растеканием жидкости в радиальном направлении пренебречь.  

Поскольку непосредственное измерение сжимаемости жидкости в процессе испытаний затруднительно, НАТИ предложил методику определения коэффициента объемного сжатия по результатам специальных экспериментов. Так, при испытании гидромотора объем жидкости в под-поршневом пространстве, сжатый до рабочего давления, в конце рабочего хода поршня подключается к сливной магистрали с низким давлением и расширяется.  

Здесь Ь, у-структурные параметры породы, зависящие от коэффициентов Юнга и Пуассона, коэффициентов объемного сжатия кварца и цемента породы, объемного содержания кварца и цемента породы, коэффициента пористости на контуре пласта; р, рк — текущее и контурное давление соответственно; kK — коэффициент проницаемости внешней границы.  

Сжимаемостью называют способность жидкости изменять свою плотность при изменении давления или температуры; она характеризуется коэффициентом объемного сжатия Э1 / ( / Ср 273) ijepad. Если плотность при движении жидкости или газа не изменяется, то жидкость называют несжимаемой.  

Для некоторых материалов, например глины, при деформации всестороннего сжатия между сжимающим давлением р и коэффициентом объемного сжатия 0 — div w также получается аналогичная зависимость.  

Физически коэффициент объемного расширения fip показывает относительное изменение объема при изменении температуры на 1 С, а коэффициент объемного сжатия 3СЖ — относительное изменение объема при изменении давления на 0 1 МПа.  

Относительное изменение объема жидкости при увеличении давления на 1 кг на каждый квадратный сантиметр ее поверхности характеризуется коэффициентом объемного сжатия ри.  

Принципы сжатия данных

В основе любого способа сжатия лежит модель источника данных, или, точнее, модель избыточности. Иными словами, для сжатия данных используются некоторые априорные сведения о том, какого рода данные сжимаются. Не обладая такими сведениями об источнике, невозможно сделать никаких предположений о преобразовании, которое позволило бы уменьшить объём сообщения. Модель избыточности может быть статической, неизменной для всего сжимаемого сообщения, либо строиться или параметризоваться на этапе сжатия (и восстановления). Методы, позволяющие на основе входных данных изменять модель избыточности информации, называются адаптивными. Неадаптивными являются обычно узкоспециализированные алгоритмы, применяемые для работы с данными, обладающими хорошо определёнными и неизменными характеристиками. Подавляющая часть достаточно универсальных алгоритмов являются в той или иной мере адаптивными.

Все методы сжатия данных делятся на два основных класса:

  • Сжатие без потерь
  • Сжатие с потерями

При использовании сжатия без потерь возможно полное восстановление исходных данных, сжатие с потерями позволяет восстановить данные с искажениями, обычно несущественными с точки зрения дальнейшего использования восстановленных данных. Сжатие без потерь обычно используется для передачи и хранения текстовых данных, компьютерных программ, реже — для сокращения объёма аудио- и видеоданных, цифровых фотографий и т. п., в случаях, когда искажения недопустимы или нежелательны. Сжатие с потерями, обладающее значительно большей, чем сжатие без потерь, эффективностью, обычно применяется для сокращения объёма аудио- и видеоданных и цифровых фотографий в тех случаях, когда такое сокращение является приоритетным, а полное соответствие исходных и восстановленных данных не требуется.

Вязкость

Вязкость — это способность жидкости сопротивляться сдвигу, т. е. свойство, обратное текучести (более вязкие жидкости являются менее текучими). Вязкость проявляется в возникновении касательных напряжений (напряжений трения).

Рассмотрим слоистое течение жидкости вдоль стенки (рисунок)

В этом случае происходит торможение потока жидкости, обусловленное ее вязкостью. Причем скорость движения жидкости в слое тем ниже, чем ближе он расположен к стенке. Согласно гипотезе Ньютона касательное напряжение, возникающее в слое жидкости на расстоянии у от стенки, определяется зависимостью:

Закон трения Ньютона

где dv/dy — градиент скорости, характеризующий интенсивность нарастания скорости v при удалении от стенки (по оси у), μ ‑ динамическая вязкость жидкости.

Течения большинства жидкостей, используемых в гидравлических системах, подчиняются закону трения Ньютона, и их называют ньютоновскими жидкостями.

Однако следует иметь в виду, что существуют жидкости, в которых закон Ньютона в той или иной степени нарушается. Такие жидкости называют неньютоновскими.

Величина μ, входящая в формулу (динамическая вязкость жидкости), измеряется в Па⋅с либо в пуазах 1 П = 0.1 Па⋅с. Пуа́з (обозначение: П, до 1978 года пз; международное — P; от фр. poise) — единица динамической вязкости в системе единиц СГС. Один пуаз равен вязкости жидкости, оказывающей сопротивление силой в 1 дину взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см², находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и взаимно перемещающихся с относительной скоростью 1 см/с.

Единица названа в честь Ж. Л. М. Пуазёйля. Пуаз имеет аналог в системе СИ — паскаль-секунда (Па·c).

Вода при температуре 20 °C имеет вязкость 0,01002 П, или около 1 сантипуаза.

Однако на практике более широкое применение нашла

Кинематическая вязкость:

Единицей измерения последней в системе СИ является м2/с или более мелкая единица — см2/с, которую принято называть стоксом, 1 Ст = 1 см2/с. Для измерения вязкости также используются сантистоксы: 1 сСт = 0,01 Ст.

Вязкость жидкостей существенно зависит от температуры, причем вязкость капельных жидкостей с повышением температуры падает, а вязкость газов — растет (см. рисунок).


Это объясняется тем, что в капельных жидкостях, где молекулы расположены близко друг к другу, вязкость обусловлена силами молекулярного сцепления. Эти силы с ростом температуры ослабевают, и вязкость падает. В газах молекулы располагаются значительно дальше друг от друга. Вязкость газа зависит от интенсивности хаотичного движения молекул. С ростом температуры эта интенсивность растет и вязкость газа увеличивается.

Вязкость жидкостей зависит также от давления, но это изменение незначительно, и в большинстве случаев его не учитывают.

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 газа или зависимости для политропных процессов.

Сжимаемость капельных жидкостей характеризуется коэффициентом объемного сжатия βр (Па-1):

где dV — изменение объема под действием давления; dр — изменение давления; V — объем жидкости.

Знак «минус» в формуле обусловлен тем, что при увеличении давления объем жидкости уменьшается, т.е. положительное приращение давления вызывает отрицательное приращение объема.

При конечных приращениях давления и известном начальном объеме V можно определить конечный объем жидкости:

а также ее плотность

Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия βр, называется объемным модулем упругости жидкости (или модулем упругости) К = 1/ βр (Па).

Эта величина входит в обобщенный закон Гука, связывающий изменение давления с изменением объема

Модуль упругости капельных жидкостей изменяется при изменении температуры и давления. Однако в большинстве случаев K считают постоянной величиной, принимая за нее среднее значение в данном диапазоне температур или давлений.

Модули упругости некоторых жидкостей (МПа):

бензин 1300
керосин 1280
вода 2000
ртуть 32400
масло гидросистем (АМГ-10) 1300
масло индустриальное 20 1360
масло индустриальное 50 1470
масло турбинное 1700

Навигация¶

  • 2020/08/04 12:53 Obsidian обновил страницу Напорные пожарные рукава.
    2020/04/17 12:44 Obsidian обновил страницу АИГС ГраФиС.
    2020/01/19 16:59 Obsidian обновил страницу Коэффициент сжимаемости воздуха.
    2019/08/17 15:24 Obsidian обновил страницу Ствол А.
    2019/08/17 15:24 Obsidian обновил страницу Ствол Б.
    2019/07/18 10:44 Aleksey обновил страницу Линейная скорость распространения горения.
    2019/04/10 14:10 Obsidian обновил страницу Сибирская Пожарно-спасательная академия (Сибирская Пожарно-спасательная академия).
    2019/01/23 15:56 Obsidian обновил страницу Онлайн калькулятор ГДЗС.
    2019/01/23 09:32 Obsidian обновил страницу АИГС ГраФиС.
    2018/12/04 11:01 Obsidian обновил страницу Приборы подачи огнетушащих веществ.
    2018/11/11 16:12 Obsidian обновил страницу Путь пройденный огнем.
    2018/11/11 16:08 Obsidian обновил страницу Онлайн калькулятор ГДЗС.
    2018/11/04 20:15 Obsidian обновил страницу Онлайн калькулятор ГДЗС.
    2018/09/03 11:21 Obsidian обновил страницу Насосно-рукавные системы.
    2018/08/27 09:34 Obsidian обновил страницу Тушение пожаров в зданиях с навесными вентилируемыми фасадами.
    2018/07/31 16:54 Obsidian обновил страницу Расчеты параметров работы в СИЗОД.
    2018/07/31 15:00 Obsidian обновил страницу Расчеты параметров работы в СИЗОД.
    2018/07/24 09:26 Obsidian обновил страницу Расчеты параметров работы в СИЗОД.
    2018/07/17 14:46 Obsidian обновил страницу Расчеты параметров работы в СИЗОД.
    2018/06/19 20:56 Tor обновил страницу Совмещенный график тушения пожара изменения площади пожара, требуемого и фактического расхода огнетушащих веществ во времени.
  • Случайная страница
  • Новая страница
  • Все страницы
  • Категории
  • Файлы
    • Онлайн калькулятор ГДЗС
    • Расчеты параметров работы в СИЗОД
    Страницы на которых имеются ссылки на данную статью
    • Газодымозащитная служба
    • Газодымозащитник
    • ГДЗС
    • Расчеты параметров работы в СИЗОД
    • СИЗОД
    Страницы на которые ссылается данная статья

Поиск по сайту

Сжимаемость — пластовая вода

Зависимость коэффициента сжимаемости.  

Сжимаемость пластовой воды несколько изменяется в различных интервалах давления, но в основном зависит от минерализации, химического состава, пластовой температуры и газосодержания. Коэффициент сжимаемо сти вод нефтяных и газовых месторождений обычно лежит в пределах ( Зч-5) — Ю-4 МПа-1. Но, поскольку в недрах существуют высокие пластовые давления, со сжимаемостью воды приходится считаться при ряде точных расчетов.  

Сжимаемость пластовой воды характеризуется коэффициентом сжимаемости рв, который определяется как изменение объема 1 м3 воды при изменении давления на единицу.  

Зависимость растворимости природного газа в воде от давления.  

Сжимаемость пластовой воды изменяется в 1 5 — 2 раза в зависимости от температуры, давления и количества растворенного газа.  

Коэффициент сжимаемости пластовой воды показывает изменение единицы объема воды в пластовых условиях при изменении давления на 0 1 МПа. Для пластовых вод нефтяных и газовых месторождений он находится в пределах ( 3 — 5) 10 — 4 МПа-1, зависит главным образом от газонасыщенности и температуры и выражается следующим образом; рв рв ( 1 0 05g), где рв — коэффициент сжимаемости воды, содержащей растворенный газ; рв — коэффициент сжимаемости дегазированной пластовой воды; g — газосодержание пластовой воды.  

Коэффициент сжимаемости пластовой воды мало зависит от ве — личины пластового давления в таком узком интервале изменения давления, с которым мы имеем дело в данном случае. Однако если пластовое давление остается выше давления насыщения, то при небольшом изменении, давления можно пренебречь изменением сжимаемости нефти.  

Коэффициент сжимаемости пластовой воды показывает изменение единицы объема воды в пластовых условиях при изменении давления на 0 1 МПа. Для пластовых вод нефтяных и газовых месторождений он находится в пределах ( 3 — 5) 10 — 4 МПа 1, зависит главным образом от газонасыщенности и температуры и выражается следующим образом; рв 3в ( 1 0 05 g), где рв — коэффициент сжимаемости воды, содержащей растворенный газ; рв — коэффициент сжимаемости дегазированной пластовой зоды; g — газосодержание пластовой воды.  

Знание сжимаемости пластовой воды необходимо для подсчета объемов нефти, газа и воды в порах пласта и для определения скорости вторжения воды в нефтяную часть залежи.  

Коэффициент сжимаемости пластовой воды показывает изменение единицы объема воды в пластовых условиях при изменении давления на 0 1 МПа. Для пластовых вод нефтяных и газовых месторождений он находится в пределах ( 3 — 5) — 1 0 4 МПа 1, зависит главным образом от газонасыщенности и температуры и выражается следующим образом: / ( 1 0 05g), где / — коэффициент сжимаемости воды, содержащей растворенный газ; Д, — коэффициент сжимаемости дегазированной пластовой воды; g — газосодержание пластовой воды.  

Коэффициент сжимаемости пластовой воды Рд п, выражающий собой изменение единицы объема воды при изменении давления на единицу, существенно зависит от количества растворенного в воде газа. Эта зависимость отчетливо проявляется при давлениях, равных давлению насыщения или ниже его. Коэффициент сжимаемости пластовой воды следует определять по данным исследования глубинных проб пластовой воды.  

Величина коэффициента сжимаемости пластовых вод заключена в пределах от 2 7 — 10 — 5 до 5 0 — 10 — 5 МПа-1, но при значительной газонасыщенности она может в несколько раз увеличиваться.  

По данным В. Н. Щелкачева величина коэффициента сжимаемости пластовых вод заключена в пределах от 2 7 — 10 — 5 до 5 — Ю 5 1 / ( кгс / см2), но при большой газонасыщенности она может быть в несколько раз значительней ( см / гл.  

В этом случае точность определения сжимаемости пластовой воды обоими методами для практических целей также достаточна. Однако результат, полуленный решением уравнения, более точен и поэтому он будет использован в последующих расчетах.  

В последние несколько лет в ИГиРГИ проводилось систематическое изучение плотности и сжимаемости пластовых вод при различных температурах и давлениях. Установка эта состоит из трех основных аппаратов: бомбы равновесия PVT-8, конструкции ВНИИКанефтегаз, плотномера, сосуда с ультразвуковыми датчиками и ряда вспомогательных приборов.  

Сжимаемость — вода

Свойство сжимаемости воды не имеет практического значения, поэтому в рассматриваемом явлении воду можно считать несжимаемой.  

Коэффициент сжимаемости воды, т.е. изменение единицы объема ее при изменении давления на 0 1 МПа в пластовых условиях, находится в пределах 3 7 — 10 — т — 5 — 10 1 / 0 1 МПа в зависимости от температуры и абсолютного давления. Содержание в воде растворенного газа повышает ее сжимаемость.  

Коэффициент сжимаемости воды зависит также от количества растворенного в ней газа.  

Например, сжимаемость воды 0 47 — 10 — 9 Па 1; бензина 0 82 — 10 — 9 Па 1, глицерина 0 22 — 10 — 9 Па 1, ацетона 1 27 — 10 — 9 Па 1, т.е. сжимаемость жидкостей в тысячи раз меньше, чем газов.  

Соотношения между упругими постоянными.  

Если коэффициент сжимаемости воды равен 4 5 — 10 — 10 Па 1, каков пик плотности энергии.  

Зависимость коэффициентов объемного упругого расширения чистой воды 0 от температуры при различных пластовых давлениях.| Зависимость абсолютной вязкости воды от температуры. 1 — для чистой воды, 2 для воды, содержащей 60 г / л солей.| Вязкость воды при высоких температурах и давлениях.  

Учет эффекта сжимаемости воды имеет весьма существенное значение при решении задач подземной гидравлики, связанных с разработкой нефтяных и газовых месторождении в условиях упругого режима.  

Изложенные взгляды на сжимаемость воды соответствуют изотопному сдвигу кривой сжимаемость — температура для тяжелой воды.  

Зависимость молярного объема воды от давления.  

Следовательно, пренебрегать сжимаемостью воды при таких давлениях уже нельзя, хотя вода является малосжимаемой жидкостью: меньшей сжимаемостью среди жидкостей при комнатной температуре обладают лишь ртуть и глицерин.  

Манометр, основанный на сжимаемости воды, представляет собой стеклянный шар, наполненный водой и подверженный двустороннему давлению. К шару присоединен стеклянный капилляр с ртутью, находящийся под измеряемым давлением. Ртуть вгоняет в шар воду и передвигается в капилляре, причем ее положение определяют по сопротивлению платиновой проволоки, натянутой в капилляре. Этот манометр также неудобен. Он позволяет измерять давления, для которых имеются данные о сжимаемости воды. В показания таких манометров необходимо вводить поправку на всестороннее сжатие стекла. Кроме того, точность прибора снижается вследствие дробления ртути на проволоке.  

Давление здесь указано вследствие сжимаемости воды.  

Манометр, основанный на сжимаемости воды, представляет собой стеклянный шар, наполненный водой и подверженный двухстороннему давлению. К шару присоединен стеклянный капилляр, наполненный ртутью, находящейся под измеряемым давлением. Ртуть вгоняет в шар воду и передвигается в капилляре, причем ее положение определяют по сопротивлению платиновой проволоки, натянутой в капилляре. Этот манометр также неудобен. Измеряемые им давления ограничены пределом, до которого известны данные о сжимаемости воды. При пользовании таким манометром требуется введение поправки на коэффициент всестороннего сжатия стекла. Показания его искажаются вследствие дробления ртути на проволоке.  

Растворенные соли существенно снижают сжимаемость воды.  

Приборы для определения сжимаемости

Исследования и определение вида грунта проводятся с помощью компрессионных приборов, одометров.

По результатам бокового давления, объему выделенной жидкости в водонасыщенных почвах определяют: коэффициент уплотнения, модуль деформации, структурную прочность.

Второй прибор, определяющий степень деформации, – стабилометр. Устройство представляет собой цилиндрическую камеру. Различают стабилометры с вертикальной или горизонтальной нагрузкой.

Минус лабораторных исследований в том, что нарастание давления в приборах происходит быстрее, чем в естественной среде. Это дает несколько завышенные показатели.

Объёмный коэффициент газа

Аналогично используется объёмный коэффициент пластового газа, который существенно зависит от пластовых условий (давления и температуры):

B=PPk⋅TkT⋅Zk,{\displaystyle B={\frac {P_{0}}{P_{k}}}\cdot {\frac {T_{k}}{T_{0}}}\cdot Z_{k},}

где B{\displaystyle B} — объёмный коэффициент пластового газа, Pk{\displaystyle P_{k}} и Tk{\displaystyle T_{k}} — пластовые давление и температура в коллекторе по абсолютной шкале, то есть давление с учётом барометрического (на 1,033 кгс/см² больше манометрического), а температура в кельвинах, P=1,033{\displaystyle P_{0}=1,033} ата и T=293{\displaystyle T_{0}=293} K (+20 °C) — атмосферное давление и температура в нормальных (поверхностных) условиях, Zk{\displaystyle Z_{k}} — коэффициент сверхсжимаемости газа в пластовых условиях (в коллекторе), зависящий от состава пластового газа, его критических давления и температуры, пластовых давления и температуры.

Поскольку газ в пласте находится под большим давлением в сжатом состоянии, то объёмный коэффициент газа значительно меньше единицы (на промыслах порядка 0,01).

Давление в жидкости

Нормальная сила F называется силой давления и вызывает в жидкости нормальные напряжения сжатия, которые определяются отношением:

Нормальные напряжения, возникающие в жидкости под действием внешних сил, называются гидромеханическим давлением или просто давлением.


Системы отсчета давления

Рассмотрим системы отсчета давления. Важным при решении практических задач является выбор системы отсчета давления (шкалы давления). За начало шкалы может быть принят абсолютный нуль давления. При отсчете давлений от этого нуля их называют абсолютными — Pабс.

Однако, как показывает практика, технические задачи удобнее решать, используя избыточные давления Pизб, т.е. когда за начало шкалы принимается атмосферное давление.

Давление, которое отсчитывается «вниз» от атмосферного нуля, называется давлением вакуума Pвак, или вакуумом.

где Pатм — атмосферное давление, измеренное барометром.

Связь между абсолютным давлением Pабс и давлением вакуума Pвак можно установить аналогичным путем:

И избыточное давление, и вакуум отсчитываются от одного нуля (Pатм), но в разные стороны.

Таким образом, абсолютное, избыточное и вакуумное давления связаны и позволяют пересчитать одно в другое.

Единицы измерения давления

Практика показала, что для решения технических (прикладных) задач наиболее удобно использовать избыточные давления. Основной единицей измерения давления в системе СИ является паскаль (Па), который равен давлению, возникающему при действии силы в 1 Н на площадь размером 1 м2 (1 Па = 1 Н/м2).

Однако чаще используются более крупные единицы: килопаскаль (1 кПа = 103 Па) и мегапаскаль (1 МПа = 106 Па).

В технике широкое распространение получила внесистемная единица — техническая атмосфера (ат), которая равна давлению, возникающему при действии силы в 1 кгс на площадь размером 1 см2 (1 ат = 1 кгс/см2).

Соотношения между наиболее используемыми единицами следующие:

10 ат = 0,981 МПа ≈ 1 МПа или 1 ат = 98,1 кПа ≈ 100 кПа.

В зарубежной литературе используется также единица измерения давления бар

(1 бар = 105 Па).

В каких ещё единицах измеряется давление, можно посмотреть здесь

Рассмотрим некоторые свойства жидкостей, которые оказывают наиболее существенное влияние на происходящие в них процессы и поэтому учитываются при расчетах гидравлических систем.


С этим читают