«Теплофизика и теплотехника»
Часть 1 «Теплофизика» Вопросы к экзаменационным билетам
1 .Механика жидкостей и газов
Изложите содержание I постулата МЖГ (о сплошности). Как используется постулат о сплощности в механике жидкостей и газов?
В чем заключается свойство текучести?
Изложите содержание П постулата МЖГ (о текучести). Как используется постулат о текучести в механике жидкостей и газов?
В чем отличие жидкости от газа и какие среды в механике жидкостей и газов называются жидкостью?
В каких случаях газ может считаться жидкостью в механике жидкостей и газов?
Какой физический параметр является характеристикой сжимаемости сплошной среды?
Какая сплошная среда называется идеальной жидкостью?
В каких случаях при описании движения сплошной среды используется модель идеальной жидкости?
В каких случаях при описании процессов, протекающих в жидкостях и газах не применима модель идеальной жидкости?
Как формулируется понятие скорости в механике жидкостей и газов? Напишите это выражение словами и в виде формулы.
11. Дайте определение скорости жидкостей и газов, как векторной величины. От каких параметров зависит эта величина? Как выразить расход через скорость? Что такое стационарное и нестационарное движение?
Дайте определение понятию «плотность потока массы». Запишите выражение закона сохранения массы в общем виде и для несжимаемой жидкости. Расшифруйте слагаемые, входящие в уравнения.
Напишите уравнение неразрывности в общем виде. Для какой жидкости: идеальной или реальной, сжимаемой или несжимаемой - справедливо это уравнение и почему?
Как записывается уравнение неразрывности (закон сохранения массы) при расчете движения по трубам и каналам сжимаемой и несжимаемой жидкостей?
На какие две группы делятся все силы, действующие в жидкостях и газах? В чем особенность каждой группы сил? Перечислите силы, входящие в каждую группу. Какие величины являются удельной характеристикой каждой из групп?
Что такое давление?
Что такое напряжение силы трения?
Перечислите силы, действующие в реальной движущейся жидкости.
Перечислите силы, действующие в идеальной движущейся жидкости.
В каких случаях в движущейся реальной жидкости возникает сила вязкого трения?
В каких случаях в жидкости или газе действует сила давления?
В каких случаях в движущейся жидкости возникает сила инерции?
Когда в покоящейся жидкости действует сила давления?
Какой фундаментальный закон природы описывает уравнение Навье - Стокса? Напишите это уравнение в векторной форме.
Как называется величина
?
Из каких двух слагаемых она состоит и
какой физический смысл каждой из них?Какие жидкости называются Ньютоновскими?
Что такое массовая плотность силы?
Для каких жидкостей: идеальных или реальных, сжимаемой или несжимаемой – применимо уравнение Навье - Стокса?
29. Запишите систему уравнений, позволяющую решить основную задачу механики жидкостей и газов.
Каким уравнением выражается закон сохранения количества движения для идеальной жидкости? Напишите это уравнение в векторной форме.
Для каких жидкостей: сжимаемой или несжимаемой – применимо уравнение Эйлера? Объясните почему.
Запишите уравнения статики. Как они выводятся?
Как соотносятся в покоящейся жидкости внешняя массовая сила и сила давления?
Когда в покоящейся жидкости действует сила давления?
Когда в покоящейся жидкости не действует сила давления?
Для каких жидкостей: идеальных или реальных – применимы уравнения статики и почему? Докажите, что для жидкости, покоящейся в поле действия силы тяжести, давление в горизонтальной плоскости (Х,У) остается величиной постоянной и изменяется только по глубине (вдоль оси Z).
Докажите, что в покоящейся несжимаемой жидкости, находящейся в поле действия силы тяжести, давление по глубине изменяется линейно.
Сосуд заполнен горячим газом. Отверстие, через которое сосуд сообщается с окружающей средой, расположено на дне. Каким будет избыточное давление наверху сосуда (положительным или отрицательным)?
Сосуд заполнен горячим газом. Отверстие, через которое сосуд сообщается с окружающей средой, расположено сверху. Каким будет избыточное давление на дне сосуда (положительным или отрицательным)?
Когда больше тяга дымовой трубы – зимой или летом, и почему?
Какой закон природы выражается с помощью уравнения Бернулли? Запишите это уравнение применительно к потоку идеальной жидкости и реальной жидкости в трубе.
Как связано уравнение Бернулли для трубки потока идеальной жидкости с уравнением Эйлера?
Какой смысл имеют слагаемые в уравнении Бернулли для идеальной жидкости?
В уравнении Бернулли объемная плотность потенциальной энергии состоит из двух слагаемых. Напишите это выражение и расшифруйте физический смысл каждого из слагаемых.
Уравнение Бернулли записывается двояким образом: в первом случае его слагаемые выражают объемную плотность энергии (Дж/м3), а во втором - энергию, отнесенную к единице веса. Запишите обе формы уравнения Бернулли к трубке тока идеальной жидкости.
Согласно уравнения Бернулли для трубки тока идеальной жидкости, сумма потенциальной и кинетической энергии этой жидкости в трубке тока остается величиной постоянной. Как объясняется этот вывод?
По горизонтальной сужающейся трубе течет жидкость с постоянным расходом. Как меняется статическое давление вдоль трубы?
По горизонтальной расширяющейся трубе течет жидкость с постоянным расходом. Как меняется статическое давление вдоль трубы?
Напишите уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Расшифруйте выражение потерь. Что такое коэффициент Кориолиса?
Как рассчитываются потери энергии на трение? От чего и как зависит коэффициент сопротивления трения? Что такое гидравлический диаметр канала? Зачем вводится эта величина?
От чего зависит гидравлический коэффициент трения? Нарисуйте график Никурадзе и объясните его.
Дайте характеристику ламинарному и турбулентному режимам течения жидкости. От чего зависит режим движения жидкости?
Дайте определение понятию «пограничный слой». Как изменяется толщина пограничного слоя вдоль поверхности трубы?
Когда режим течения называется движением в гидравлически гладкой трубе, а когда – в гидравлически шероховатой?
Изложите механизм потери энергии на местные сопротивления. На что расходуется энергия в местных сопротивлениях?
Как изменится режим течения вдоль пластины в пределах пограничного слоя? Почему это происходит?
Как изменится напряжение силы трения вдоль пластины, омываемой жидкостью или газом? Почему это происходит?
Дайте определение понятия «гидродинамический пограничный слой». Какие гидродинамические пограничные слои вы знаете?
Чем пристеночный гидродинамический пограничный слой отличается от свободного? Напишите выражение граничных условий для этих слоев.
Дайте определение понятию «внешняя граница пристеночного пограничного слоя».