- •1.Объясните физический смысл понятий: абсолютное гидростатическое давление в жидкости, весовое давление, манометрическое и вакуумметрическое давление, давление насыщенного пара.
- •2.В чем различие между плотностью и объемным весом?
- •4.Что представляет собой коэффициент температурного расширения?
- •Кинематическая вязкость
- •Для всех жидкостей характерно, что с увеличением температуры вязкость их уменьшается, а с увеличением давления увеличивается. Вязкость жидкости измеряют приборами, называемыми визкозиметрами.
- •6.Что называют гидростатическим давлением? в каких единицах его выражают? Каковы основные свойства гидростатического давления?
- •7.Чем отличается идеальная жидкость от реальной? в каких случаях при практических расчетах жидкость можно считать идеальной?
- •8.Как определить гидростатическое давление в точке объема неподвижной жидкости?
- •9.Почему при определении силы давления жидкости на поверхность чаще всего оперируют не абсолютным, а манометрическим давлением или вакуумом?
- •10.Принципы измерения давления в жидкости. Формулы связи между показаниями приборов и абсолютным давлением.
- •11.Как определить силу давления жидкости на плоскую поверхность?
- •1 2.Что называют абсолютным давлением, манометрическим, вакуумом?
- •13.Что называется давлением насыщенного пара жидкости?
- •14.В каких единицах выражают плотность, объемный вес, коэффициенты температурного расширения и объемного сжатия, объемный модуль упругости, динамический и кинематический коэффициенты вязкости?
- •16. Что такое центр давления? Когда центр давления плоской фигуры совпадает с ее центром тяжести?
- •17.Основные законы гидростатики: закон Гука, закон Паскаля, закон сохранения энергии (основное уравнение гидростатики), закон Архимеда.
- •18.Сформулируйте условия плавания тел.
- •19.Гипотеза сплошности среды.
- •Силы, действующие на частицы в сплошной среде: массовые и поверхностные силы.
- •Ньютоновские и неньютоновские жидкости.
- •Идеальная и вязкая жидкости.
- •Гидравлические характеристики потока. Расход и средняя скорость.
- •Поток как совокупность элементарных струек. Понятие о линии тока и элементарной струйке.
- •Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Что представляет собой коэффициент α и что он учитывает?
- •Как определить положение пьезометрической плоскости при известной величине избыточного давления над свободной поверхностью жидкости?
- •Какие силы действуют на жидкость в случаях абсолютного и относительного покоя?
- •Объясните физический смысл понятий: вязкость жидкости, местная и средняя скорость, расход (объемный, массовый и весовой), смоченный периметр.
- •Объясните физический смысл понятий: энергия – полная, удельная, кинетическая, потенциальная энергия положения, потенциальная энергия давления, работа, разница между энергией и работой.`
- •Объясните физический смысл понятий: динамический и кинематический коэффициенты вязкости, вязкость пластическая и эффективная, ньютоновские и неньютоновские жидкости, вязкопластичная жидкость.
- •Сформулируйте закон сохранения массы при движении жидкости и газа. В каком случае закон сохранения массы эквивалентен закону сохранения объёмного расхода?
- •Напишите уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости в виде:
- •Как определить режим движения ньютоновской жидкости? Вязкопластичной жидкости?
- •Каков физический смысл числа Re?
- •Почему критическое число Reкр в вязкопластичной жидкости меньше, чем в ньютоновской?
- •От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при ламинарном режиме? При турбулентном режиме?
- •Запишите дифференциальные уравнения гидростатики в векторной форме и в проекциях и объясните физический смысл входящих в них величин.
- •Что такое гидравлический и пьезометрический уклоны? Каковы их знаки?
- •Уравнения Бернулли для элементарной струйки идеальной и реальной жидкости
- •Что такое установившееся и неустановившееся движение? Чем отличается движение идеальной жидкости от движения реальной жидкости?
- •Геометрическая и физическая сущность уравнения Бернулли.
- •Принцип действия гидравлического пресса.
- •Основные элементы потока: живое сечение, расход, средняя скорость, смоченный периметр.
- •Элементарная струйка и ее свойства при установившемся движении.
- •Как определить положение пьезометрической плоскости при известной величине избыточного давления над свободной поверхностью жидкости?
- •Что показывает коэффициент объемного сжатия жидкости? Какова его связь с модулем упругости?
- •Как формулируется закон Паскаля и какова его связь с основным уравнением гидростатики?
- •Укажите физический смысл величин, входящих в дифференциальные уравнения Эйлера гидродинамики.
- •Дайте определения основных понятий гидродинамики (линия тока, траектория движения, трубка тока, элементарная струйка, живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, средняя скорость).
- •63)Коэффициент местного сопротивления. От каких факторов он зависит? Их виды.
- •64)Внезапное расширение потока. Теорема Борда–Карно.
- •6 5)Внезапное сужение потока.
- •66)Ламинарное течение жидкости. Закон Пуазейля.
- •67)Гидравлические потери в диффузоре, конфузоре и при повороте потока.
- •68)Расчёт последовательного соединения трубопроводов.
- •69)Расчёт параллельного соединения трубопроводов.
- •70)Методика расчёта разветвлённых трубопроводов.
- •71)Особенности расчета гидравлически длинных трубопроводов.
- •72)Особенности расчета гидравлически коротких трубопроводов.
- •74)Особенности расчёта последовательного соединения трубопроводов.
- •75)Расчёт разветвлённых трубопроводов.
- •76)Общие сведения о расчете сложных трубопроводов.
- •77)Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке.
- •78)Истечение жидкости через насадки.
- •79)Виды насадков. Физические явления при прохождении жидкости внутри насадка.
- •80)Коэффициент сжатия, коэффициент скорости, коэффициент расхода. Связь между ними.
- •81)Истечение жидкости при несовершенном сжатии.
- •82)Истечение жидкости под уровень.
- •83)Истечение жидкости через насадки при постоянном напоре.
- •84)Дроссельные расходомеры. Трубка Вентури.
- •85)Основное понятие кавитации.
- •86)Негативные последствия кавитации.
- •87)Определение расхода и скорости при истечении жидкости. Сравнение истечения через отверстия и насадки различных типов.
- •88)Всасывающий эффект насадка. Кавитация в насадке.
- •89)Гидравлический удар. Опыты Жуковского по изучению явления гидравлического удара в трубах.
- •90)От каких факторов зависит повышение давления при гидроударе? Способы борьбы с гидроударом.
- •91)Что называется местным сопротивлением? Чем обусловлена потеря напора в местных сопротивлениях?
- •92)От каких характеристик потока зависит режим движения жидкости? Какова зависимость между потерями напора и скоростью течения жидкости при ламинарном и турбулентном ее движении?
- •93)Что представляют собой линия тока и траектория движения? в чем их различие?
- •94)Приведите примеры равномерного и неравномерного, напорного и безнапорного движения.
- •95)Поясните физический смысл коэффициента Кориолиса в уравнении Бернулли.
- •96)Что называется полной удельной энергией потока?
- •97)Особенности турбулентного потока. Структура потока. Понятие об абсолютной и относительной шероховатости стенок трубы.
- •98)Истечение жидкости через насадки на примере внешнего цилиндрического насадка и сравнении с истечением через отверстие с теми же геометрическими параметрами.
Как определить режим движения ньютоновской жидкости? Вязкопластичной жидкости?
Ньютоновские жидкости - это жидкости с простой внутренней структурой (вода, керосин, бензин, некоторые нефти и др.). Для таких жидкостей вязкость постоянна во всем диапазоне скоростей движения. Существует два режима движения ньютоновских жидкостей - ламинарный и турбулентный. Граница между ламинарным и турбулентным режимом движения определяется по величине критического значения числа Reкр. Это число зависит от формы сечения канала и от рода жидкости.
Reкр=2300 - для канала круглого сечения
Reкр=1600 - для канала кольцевого сечения
λ=64/Re - ламинарный режим
λ=0,11(68/Re+Δэ/d) 0,25- турбулентный режим. Если расчетное значение числа Re меньше критического (Re < Reкр) –имеет место ламинарный режим движения, в противном случае - турбулентный. При ламинарном режиме коэффициент гидравлического трения определяется следующим образом: λ = 64 / Re - для канала круглого сечения; λ = 96 / Re - для канала кольцевого сечения
При движении вязко-пластичной жидкости реализуются два режима движения: структурный и турбулентный. Для определения режима движения необходимо вычислить модифицированный критерий Re∗ :Re∗ =ϑ⋅dг ⋅ρ/ηэ и затем сравнить вычисленное значение Re∗ с критическим значением Re∗ кр.
Re∗ кр = 2100 - для канала круглого сечения
Re∗ кр = 1000 -для канала кольцевого сечения
При структурном режиме (Re∗ < Re∗ кр ) коэффициент трения λ следует вычислять так: λ = 64 / Re∗ - для канала круглого сечения
λ = 96 / Re - для канала кольцевого сечения
Существует большое количество эмпирических формул для определения коэффициента гидравлического трения при турбулентном режиме.
Рекомендуются следующие:
Re∗ кр <Re∗ < 30000 λ = 0,08 ⋅( Re∗ )-1/7
Re> 30000 λ = 0,11⋅(68/ Re +Δэ/d) 0,25
Каков физический смысл числа Re?
Физический смысл числа Рейнольдса заключается в смене режимов течения жидкости. В настоящее время не существует строгого научно доказанного объяснения этому явлению, однако наиболее достоверной гипотезой считается следующая: смена режимов движения жидкости определяется отношением сил инерции к силам вязкости в потоке жидкости. Если преобладают первые, то режим движения турбулентный, если вторые - ламинарный. Турбулентные потоки возникают при высоких скоростях движения жидкости и малой вязкости, ламинарные потоки возникают в условиях медленного течения и в вязких жидкостях. Число Рейнольдса есть отношение сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости. Также число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине.
Почему критическое число Reкр в вязкопластичной жидкости меньше, чем в ньютоновской?
Для каждого вида течения существует критическое число Рейнольдса, Recr, которое, как принято считать, определяет переход от ламинарного течения к турбулентному. Основные отличия вязкопластичной жидкости от ньютоновской заключаются в наличии более сложной внутренней структуры жидкости, переменной величины вязкости (что определяет зависимость от скорости движения), различия в плотности и начальном напряжении сдвига.