[go: up one dir, main page]

RU2539905C1 - Method of determining physical parameters of water - Google Patents

Method of determining physical parameters of water Download PDF

Info

Publication number
RU2539905C1
RU2539905C1 RU2013138209/28A RU2013138209A RU2539905C1 RU 2539905 C1 RU2539905 C1 RU 2539905C1 RU 2013138209/28 A RU2013138209/28 A RU 2013138209/28A RU 2013138209 A RU2013138209 A RU 2013138209A RU 2539905 C1 RU2539905 C1 RU 2539905C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
film
angle
internal friction
determined
Prior art date
Application number
RU2013138209/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013138209A (en
Inventor
Евгений Николаевич Хрусталёв
Original Assignee
Евгений Николаевич Хрусталёв
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Хрусталёв filed Critical Евгений Николаевич Хрусталёв
Priority to RU2013138209/28A priority Critical patent/RU2539905C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539905C1 publication Critical patent/RU2539905C1/en
Publication of RU2013138209A publication Critical patent/RU2013138209A/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to material interaction physics, particularly to a method of determining physical characteristics - angle of internal friction φi and specific cohesion cw of water with a liquid crystal structure. The relationship h f i l m = σ f i l m / γ w = α / γ w ,
Figure 00000006
where σfilm is the surface tension of the upper layer of the water film at temperature T°C and normal atmospheric pressure patm.med=1.033 kg/cm2 of the ambient medium, α is a test reference coefficient, is used to determine the thickness of the surface film of water; specific cohesion of water is determined as cw=τ=γw·hfilm=27.446 Pa for hfilm=27.978·10-4 m, and the angle of internal friction of water φi is determined from the relationship tgφi=1-[cw/(γw·H)] at a given depth H.
EFFECT: method of determining physical characteristics of the angle of internal friction and specific cohesion of water with a liquid crystal structure.
1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к физике контактного взаимодействия жидкокристаллической материальной среды - воды в условиях гравитационного воздействия.The invention relates to the physics of contact interaction of a liquid crystal material medium - water under gravitational conditions.

Известен способ определения гравитационного давления в массиве связной материальной среды, заключающийся в том, что от дневной поверхности устанавливают глубину h замера давления, на глубине h определяют тангенциальное напряжение τ=ρ·g·h=γ·h, МПа, где γ=ρg, кг/см3 - удельный вес материальной среды, ρ - плотность среды, кг/м3, g - ускорение свободного падения, м/с2, удельное структурное сцепление сстр, МПа, и угол φстр внутреннего трения среды, отличающийся тем, что нормальное гравитационное (бытовое) давление на глубине h массива связной материальной среды определяют по зависимости pб=(γ·h-сстр)ctgφстр, МПа, связную материальную среду на глубине h<сстр/γ принимают находящейся в растянутом по вертикали напряженном состоянии и уравновешенной газовым атмосферным давлением планеты [1].There is a method of determining gravitational pressure in an array of connected material medium, which consists in the fact that the depth h of pressure measurement is established from the day surface, the tangential stress τ = ρ · g · h = γ · h, MPa, where γ = ρg, kg / cm 3 is the specific gravity of the material medium, ρ is the density of the medium, kg / m 3 , g is the acceleration of gravity, m / s 2 , specific structural adhesion with p , MPa, and the angle φ p of the internal friction of the medium, characterized in that normal gravitational (household) pressure at a depth h of an array of connected mother Flax medium is determined from the dependence of p b = (γ · h-c p) ctgφ page MPa, a cohesive material medium at a depth h <c p / γ accept being in a stretched vertically tensioned state and equilibrated gas atmospheric pressure planet [1].

Чистую воду принято считать с позиций классической механики бессвязной средой, не обладающей внутренним трением и сцеплением (с=0, φ=0) при положительных температурах окружающей среды (T>0°C) и нормальном давлении (pатм.ср=1,033 кг/см3=0,1014 МПа). Однако вода в чистом виде обладает поверхностным натяжением верхнего слоя (пленки) σпл.Pure water is considered from the standpoint of classical mechanics an incoherent medium that does not have internal friction and adhesion (c = 0, φ = 0) at positive ambient temperatures (T> 0 ° C) and normal pressure (p atm.avg = 1.033 kg / cm 3 = 0.1014 MPa). However, water in its pure form has a surface tension of the upper layer (film) σ pl .

Известен способ определения поверхностного натяжения поверхностного слоя (пленки) воды по зависимости σпл=P/l, которое определяют по силе P, приложенной к метрической единице прямолинейного участка границы поверхности воды по направлению касательной к жидкой поверхности при ее равновесии, причем при различных температурах T°C величину поверхностного натяжения σпл пленки воды определяют опытным путем [2].A known method for determining the surface tension of the surface layer (film) of water according to the dependence σ PL = P / l, which is determined by the force P applied to the metric unit of the rectilinear section of the water surface boundary in the direction tangent to the liquid surface at its equilibrium, and at different temperatures T ° C, the surface tension σ pl of the water film is determined empirically [2].

Поверхностное натяжение воды обусловлено ее связностью, то есть вода должна характеризоваться физическими параметрами, присущими всем материальным средам - углом φв внутреннего трения и удельным сцеплением св. На сегодняшний день опытным путем определяют только ее коэффициент α поверхностного натяжения при заданной температуре. Так, при Т=0°C - справочный оптимальный коэффициент α=σпл=75,6·10-3Н/м [2].The surface tension of water is due to its cohesion, that is, water should be characterized by physical parameters inherent in all material media - the angle φ in internal friction and specific adhesion with c . To date, only its coefficient α of surface tension at a given temperature is determined empirically. So, at T = 0 ° C - reference optimal coefficient α = σ PL = 75.6 · 10 -3 N / m [2].

Технический результат по способу определения удельного сцепления и угла φв внутреннего трения воды, заключающийся в том, что определяют температуру T°C воды при нормальном атмосферном давлении pатм.ср=1,033 кг/см2, удельный вес воды принимают γв=981 кг/м3, устанавливают толщину h поверхностного слоя пленки воды, отличающийся тем, что толщину растянутого поверхностного слоя пленки воды определяют по зависимости h п л σ п л / γ в = α / γ в ,

Figure 00000001
где σпл, кг/см, - величина поверхностного натяжения верхнего слоя пленки воды при температуре T°C и атмосферном давлении pатм.ср=1,033 кг/см2 окружающей среды, удельное сцепление воды при температуре T°C рассчитывают по зависимости и принимают равным cв=τ=γв·hпл=274,642·10-6 кг/см2=27,446 Па при hпл=27,978·10-4 м; а угол φв внутреннего трения воды по глубине H водоема определяют из зависимости tgφв=1-[cв/(γв·H)] и для жидкокристаллической структуры воды коэффициент внутреннего трения принимают f=tg44,7°=0,99≈1 с глубины H=28 см.The technical result of the method of determining the specific clutch and the angle φ to the internal friction of water, comprising the steps of determining the temperature T ° C water at normal atmospheric pressure atm.sr p = 1,033 kg / cm2, the specific weight of water taken in γ = 981 kg / m 3 , establish the thickness h of the surface layer of the water film, characterized in that the thickness of the stretched surface layer of the water film is determined by the dependence h P l σ P l / γ at = α / γ at ,
Figure 00000001
where σ PL , kg / cm, is the surface tension of the upper layer of the film of water at a temperature of T ° C and atmospheric pressure p atm.sr = 1,033 kg / cm 2 of the environment, the specific adhesion of water at a temperature of T ° C is calculated according to the dependence and take equal to c in = τ = γ in · h pl = 274.642 · 10 -6 kg / cm 2 = 27.446 Pa with h pl = 27.978 · 10 -4 m; and the angle φ internal friction in water depth H is determined from the reservoir in dependence tgφ = 1- [c a / (γ in · H)] and to the internal structure of the liquid crystal water take the coefficient of friction f = tg44,7 ° = 0,99≈ 1 with a depth of H = 28 cm.

Пример 1. При гравитационном давлении в материальной среде pб=(γв·h-cв)ctgφв=0 на водной глади образуется пленка толщиной pб=0, при (γв·h-cв=0), h=cвв, где cв - удельное сцепление поверхностной пленки воды толщиной h и воды в целом, то есть cв=τ-p·tgφ=τвв·h=ρвgh, то есть удельное сцепление воды определяется тангенциальным (касательным) напряжением натяжения ее поверхностной пленки cвв. Толщину пленки воды, находящейся в состоянии поверхностного натяжения, уравновешенного атмосферным давлением, определяют по зависимости h п л σ п л / γ в = α / γ в .

Figure 00000002
При γв=981 кг/м3 и α=σпл=0,00739 кг/м величина hпл=274,642·10-4 м, а удельное сцепление воды cвввhпл=274,642·10-6 кг/см2=27,446 Па (таблица 1, фиг.1).Example 1. With gravitational pressure in a material medium p b = (γ in · hc c ) ctgφ in = 0, a film with a thickness p b = 0 is formed on the water surface, with (γ in · hc c = 0), h = c in / γ in , where c in is the specific adhesion of the surface film of water with thickness h and water in general, that is, c in = τ-p · tgφ = τ in = γ in · h = ρ in gh, that is, the specific adhesion of water is determined by the tangential ( tangential) by the tension tension of its surface film c in = τ in . The thickness of the film of water in a state of surface tension balanced by atmospheric pressure is determined by the dependence h P l σ P l / γ at = α / γ at .
Figure 00000002
When a γ = 981 kg / m 3, and α = σ m = 0.00739 kg / m square value h = 274.642 × 10 -4 m, and specific cohesion in water c = τ s = γ m = h at 274.642 x 10 -6 kg / cm 2 = 27.446 Pa (table 1, figure 1).

Таблица 1Table 1 Физические характеристики воды по глубине H, при γв=981 кг/см3 Physical characteristics of water in depth H, at γ in = 981 kg / cm 3 Глубина воды H, смWater Depth H, cm Угол внутреннего терния, φ°Angle of internal thorns, φ ° Коэффициент внутреннего терния, f=tgφThe coefficient of internal thorns, f = tgφ Удельное сцепление св, ПаSpecific adhesion in , Pa 0,27960.2796 00 00 00 0,30680.3068 55 0,8750.875 27,44627,446 0,339890.33989 1010 0,17630.1763 0,382430.38243 15fifteen 0,26800.2680 0,440170.44017 20twenty 0,36400.3640 0,524570,52457 2525 0,46630.4663 0,62390.6239 30thirty 0,57740.5774 0,933850.93385 3535 0,70020.7002 1,741.74 4040 0,83910.8391 2,14182.1418 4141 0,86930.8693 2,8112,811 4242 0,90040,9004 8,15948.1594 4444 0,96570.9657 80,34380,343 44,944.9 0,99650,9965 100one hundred 44,9244.92 0,99720,9972 802,17802.17 44,9944,99 0,99650,9965 8020,48020.4 44,99944,999 1one 8020380203 44,999944,9999 1one 8,0202 км8,0202 km 44,9999944,99999 1one

Коэффициент поверхностного натяжения водной глади (при заданной температуре) α=сплвhплвh=γвh2=(981 кг/м3)·(27,978·10-4 м)2=76,79·10-4 кг/м=75,33·10-3 Н/м. При T=0°C справочный опытный коэффициент поверхностного натяжения воды равен α=75,6·10-3 Н/м [2].The surface tension coefficient of the water surface (at a given temperature) α = s pl = τ in h pl = s in h = γ in h 2 = (981 kg / m 3 ) · (27.978 · 10 -4 m) 2 = 76.79 · 10 -4 kg / m = 75.33 · 10 -3 N / m. At T = 0 ° C, the reference experimental coefficient of surface tension of water is α = 75.6 · 10 -3 N / m [2].

Пример 2. Гравитационное (бытовое) давление воды по глубине H водоема составляет величину pб=(γв·H-св)ctgφв. При удельном сцеплении воды св=274,642·10-6 кг/см2 на заданной глубине H водоема угол внутреннего трения будет равен φв=arctg[(γв·H-св)/pб], то есть tgφв=(γв·H-св)pб=1-св/(γв·H), так как гравитационное давление воды равно ее гидростатическому давлению pбв·H. При γв=981 кг/м3 и св=274,642·10-6 кг/см2 вода становится под давлением собственного веса структурированной жидкокристаллической с углом внутреннего трения φ=44,99999°=45° и коэффициентом внутреннего трения f=tgφв=1 с глубины H=св/[γв(1-tg44,99999°)]=274,642·10-6/[981·10-6(1-tgφ)}=802027,3 см=8,02 км, например, в Марианской впадине. Практически с глубины H=1 м величина φв=44,92°≈45° (таблица 1, фиг.1).Example 2. The gravitational (household) pressure of water along the depth H of the reservoir is p b = (γ in · H-s c ) ctgφ c . When the specific adhesion of water with in = 274.642 · 10 -6 kg / cm 2 at a given depth H of the reservoir, the angle of internal friction will be equal to φ in = arctg [(γ in · H-s c ) / p b ], that is, tgφ in = (γ in · H-s c ) p b = 1-s in / (γ in · H), since the gravitational pressure of water is equal to its hydrostatic pressure p b = γ in · H. When a γ = 981 kg / m 3 and with a = 274.642 × 10 -6 kg / cm 2 water is under pressure of its own weight of a liquid crystal structured with the internal friction angle φ = 44.99999 ° = 45 ° and coefficient of internal friction f = tgφ in = 1 s depth H = s in / [γ in (1-tg44.99999 °)] = 274.642 · 10 -6 / [981 · 10 -6 (1-tgφ)} = 802027.3 cm = 8.02 km, for example, in the Mariana Trench. Almost from a depth of H = 1 m, the value of φ in = 44.92 ° ≈45 ° (table 1, figure 1).

Впервые определены физические параметры угол φв внутреннего трения и удельное сцепление св воды по глубине водоема, ранее считавшиеся отсутствующими. Угол внутреннего трения воды растет с глубиной и становится равным φ=45° (практически с глубины H=1 м), это объясняет равенство нормального и тангенциального давления на глубине водыFor the first time, physical parameters are determined for the angle φ in internal friction and the specific adhesion with in water along the depth of the reservoir, previously considered absent. The angle of internal friction of water increases with depth and becomes equal to φ = 45 ° (practically from a depth of H = 1 m), this explains the equality of the normal and tangential pressure at the water depth

τв=pвtgφвв=pвtg45°+св=pвв=[(γвH-св)/tgφв]+сввH-свввHτ a = p in tgφ a + c in = p in tg45 ° + C = p b + c a = [(γ in H-C) / tgφ i] + C = γ in the H-s in + c in = γ in H

или pввв·H, то есть нормальное давление становится всесторонним, что подтверждается экспериментально.or p in = τ in = γ in · H, that is, the normal pressure becomes comprehensive, which is confirmed experimentally.

Источники информацииInformation sources

1. Заявка на патент №2013135028/(052474)1. Application for patent No. 2013135028 / (052474)

«Способ определения гравитационного давления в массиве связной материальной среды» от «25» июля 2013 г.“A method for determining gravitational pressure in an array of a coherent material medium” dated July 25, 2013

2. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике / Изд-е 5, перераб. и доп. - «Наука», 1972. - с.84.2. Koshkin N.I., Shirkevich M.G. Handbook of Elementary Physics / Publishing House 5, revised. and add. - “Science”, 1972. - p. 84.

Claims (1)

Способ определения удельного сцепления и угла φв внутреннего трения воды, заключающийся в том, что определяют температуру T°C воды при нормальном атмосферном давлении pатм.ср=1,033 кг/см2, удельный вес воды принимают γв=981 кг/м3, устанавливают толщину h поверхностного слоя пленки воды, отличающийся тем, что толщину растянутого поверхностного слоя пленки воды определяют по зависимости h п л σ п л / γ в = α / γ в ,
Figure 00000003
где σпл, кг/см - величина поверхностного натяжения верхнего слоя пленки воды при температуре T°C и атмосферном давлении pатм.ср=1,033 кг/см2 окружающей среды, удельное сцепление воды при температуре T°C рассчитывают по зависимости и принимают равным cв=τ=γв·hпл=274,642·10-6 кг/см2=27,446 Па при hпл=27,978·10-4 м; а угол φв внутреннего трения воды по глубине H водоема определяют из зависимости tgφв=1-[cв/(γв·H)] и для жидкокристаллической структуры воды коэффициент внутреннего трения принимают f=tg44,7°=0,99≈1 с глубины Н=28 см.
A method of determining the specific clutch and the angle φ to the internal friction of water, comprising the steps of determining the temperature T ° C water at normal atmospheric pressure atm.sr p = 1,033 kg / cm2, the specific weight of water taken in γ = 981 kg / m 3 establish the thickness h of the surface layer of the water film, characterized in that the thickness of the stretched surface layer of the water film is determined by the dependence h P l σ P l / γ at = α / γ at ,
Figure 00000003
where σ PL , kg / cm - the surface tension of the upper layer of the film of water at a temperature of T ° C and atmospheric pressure p atm.sr = 1,033 kg / cm 2 of the environment, the specific adhesion of water at a temperature of T ° C is calculated by the dependence and taken equal c in = τ = γ in · h pl = 274.642 · 10 -6 kg / cm 2 = 27.446 Pa with h pl = 27.978 · 10 -4 m; and the angle φ internal friction in water depth H is determined from the reservoir in dependence tgφ = 1- [c a / (γ in · H)] and to the internal structure of the liquid crystal water take the coefficient of friction f = tg44,7 ° = 0,99≈ 1 from a depth of H = 28 cm.
RU2013138209/28A 2013-08-15 2013-08-15 Method of determining physical parameters of water RU2539905C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138209/28A RU2539905C1 (en) 2013-08-15 2013-08-15 Method of determining physical parameters of water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138209/28A RU2539905C1 (en) 2013-08-15 2013-08-15 Method of determining physical parameters of water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2539905C1 true RU2539905C1 (en) 2015-01-27
RU2013138209A RU2013138209A (en) 2015-02-20

Family

ID=53282128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013138209/28A RU2539905C1 (en) 2013-08-15 2013-08-15 Method of determining physical parameters of water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539905C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2115144C1 (en) * 1996-09-27 1998-07-10 Физический институт им.П.Н.Лебедева РАН Method of formation of liquid optical surfaces
RU2265823C1 (en) * 2004-04-26 2005-12-10 Хрусталев Евгений Николаевич Method of measuring contact stresses in ground
RU2408867C1 (en) * 2009-12-31 2011-01-10 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method of determining liquid parametres in porous medium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2115144C1 (en) * 1996-09-27 1998-07-10 Физический институт им.П.Н.Лебедева РАН Method of formation of liquid optical surfaces
RU2265823C1 (en) * 2004-04-26 2005-12-10 Хрусталев Евгений Николаевич Method of measuring contact stresses in ground
RU2408867C1 (en) * 2009-12-31 2011-01-10 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method of determining liquid parametres in porous medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике / Изд-е 5, перераб. и доп.Наука, 1972. - с.84. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013138209A (en) 2015-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liao et al. Global existence and large-time behavior of solutions to the Cauchy problem of one-dimensional viscous radiative and reactive gas
RU2539905C1 (en) Method of determining physical parameters of water
Zhijiao et al. First principles studies of elastic and thermodynamic properties of fcc-VH2 with pressure and temperature
Bhattacharyya Slip effects on boundary layer flow and mass transfer with chemical reaction over a permeable flat plate in a porous medium
Dirri et al. Measuring enthalpy of sublimation of volatiles by means of micro-thermogravimetry for the study of water and organic in planetary environments
Andrews Thermal pressurization explains enhanced long-period motion in the Chi-Chi earthquake
RU2013124006A (en) METHOD FOR ATTACHING EQUIPMENT EQUIPMENT TO WALL AND RELATED RESERVOIR
Oliver et al. Glass transition temperature and thermodynamic scaling under extreme compression
Akihiro et al. Observation on isothermal reactive diffusion between solid Ni and liquid Sn
Zhou et al. Buckling of elastic thin films on compliant substrates for determination of surface parameters
Liu et al. Role of fluids in mechanics of overthrust faulting on Titan
Li et al. Measurement of surface acoustic wave velocity using phase shift mask and application on thin film of thermoelectric material
Llana-Funez et al. Fluid flow properties of Volterra Gypsum during experimental deformation at low strain rates monitored through simultaneous permeability measurement
NZ625918A (en) Reduced friction formwork for a concrete slab
Shieh et al. Thermal Conductivity of Carbon Dioxide at High Pressure
Badt et al. The effects of temperature and fluid pressure on thermal pressurization of pore fluids in faults
Van Hoolst et al. Variations in Rotation Rate and Polar Motion of a Non-hydrostatic Titan
Wang et al. Capillary pressure-saturation relations for supercritical CO 2 and brine: Implications for capillary/residual trapping in carbonate reservoirs during geologic carbon sequestration
RU2461818C1 (en) Method of measuring porous body heat conductivity at uniform pressure
Lijun et al. Perturbation method for the shear vibration of multi-story building with equal mass and variable stiffness
Pavlov et al. Formation of Gas Traps in the Martian Soil and Implications for Methane Variability on Mars.
Nikolakakos et al. Investigation of Perchlorate and Water at the Surface of Mars with Raman Scattering
Ikuta et al. Viscosity of liquids sulfur and selenium at high pressures and high temperatures and their correlations with liquid structure
Cheng et al. Test of Monin-Obukhov similarity theory using distributed temperature sensing
Sueyoshi et al. Experimental study on relationship between permeability and transport pore radius of sandstones

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150816