Физические свойства сточных вод

1.4.1. Плотность

Плотность – отношение массы жидкости к занимаемому ею объёму

.

Наибольшая плотность пресной воды будет при 4⁰С

.

Плотность чистой воды при температуре 15⁰С и атмосферном давлении составляет 999 кг/м³. Плотность природной воды зависит от содержания растворенных веществ. Например, морская вода с концентрацией солей 35 г/л имеет среднюю плотность 1028,1 кг/м³ при 0⁰С (изменение солесодержания на 1 г/л изменяет плотность на 0,8 кг/м³).

Удельный вес (Н/м³) – отношение веса жидкости к занимаемому ею объему

,

.

Относительный вес (d) – безразмерная величина, равная отношению веса жидкости к весу дистиллированной воды, взятой в том же объеме при температуре 4⁰С. Относительный вес зависит от температуры и давления. Относительный вес бытовых сточных вод при содержании в них взвешенных веществ в пределах 100£В£1500 мг/л и около 75% органических веществ может быть определен по формуле Н.Ф. Федорова

d=1,0002+7,4^.10^-7В,

гдеВ – содержание взвешенных веществ в мг/л.

При увеличении количества органических веществ эта формула может давать отклонения в сторону уменьшения значений d, а при увеличении количества минеральных веществ – в сторону повышения d.

Плотность гидросмеси зависит от соотношения её твёрдых и жидких компонентов (Т/Ж) и может быть выражена через объёмную концентрацию S₀, представляющую собой отношение объёма твёрдых частиц в плотном теле к объёму гидросмеси

r_см=r_в+S₀(r_т-r_в)

или через массовую концентрацию S_м, представляющую собой отношение массы твёрдого вещества к массе всего объёма гидросмеси

r_см(1- S_м + S_м r_в/r_т)=r_в.

С учётом данных формул соотношение компонентов гидросмеси Т/Ж выражается следующей зависимостью:

Т/Ж= S₀ /(1- S₀).

1.4.2. Сжимаемость

Способность жидкости обратимым образом изменять свой объём под действием всестороннего давления называется сжимаемостью. Сжимаемость характеризуется коэффициентом объёмного сжатия

bр=∆r/(r∆р)=-∆V/(V∆р).

Величина, обратная коэффициенту объёмного сжатия, называется модулем объёмной упругости жидкости

Е_ж=1/β_р.=ρ∆р/∆ρ.

Модуль объёмной упругости существенно зависит от количества газа, содержащегося в этой жидкости

Е₀/Е_ж =1+j_op_аE_o/p²=1+j_maxgRTE₀/p²,

где j₀ и j_max - объемное и массовое содержание нерастворенного газа в жидкости;

Р - давление в жидкости;

Р_а – атмосферное давление;

Е₀ – модуль объемной упругости чистой жидкости, не содержащей нерастворенного газа.

Тепловое расширение представляет собой изменение объема тел при нагревании. Величина теплового расширения характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения b_t, который равен приращению единицы объема тела при нагревании на 1⁰С

b_t=DV/(VDt)=-Dr/(rDt).