8. Что такое критерий гидродинамического подобия Эйлера Eu? Расшифровать входящие в критерий Эйлера символы и пояснить физический смысл критерия.

Ответ: Гидродинамическое подобие описывает течение 2-х подобных моделей (индексы 1 и 2) и описывается выражением:

.

Произведем сопоставление ; разделим наи учтем, что,и.

Тогда получим что или. Критерий (число) гидродинамического подобия ЭйлераEu=, гдеp_i – давление i-той системы, - скорость теченияi-той системы, - плотность жидкости вi-той системе. Физический смысл критерия ясен из процедуры сопоставления – сопоставление сил инерции и давления. В технологических процессах чаще используется не конкретное давление p, а перепад давлений . Тогда выражение для критерия Эйлера принимает следующее выражениеEu= .

9. Под действием каких сил одиночная сферическая частица (плотность ρ_т) находится неподвижно в восходящем потоке (плотность ρ)? Назовите эти силы и укажите направления их действия относительно выбранной системы координат.

Ответ: Чтобы частица находилась неподвижно в восходящем потоке, необходимо равенство действующих на нее сил: веса частицы Рч, выталкивающей (архимедовой силы) Ра, и воздействия потока среды Рп. При ρ_т>ρ:

Рч=Ра+Рп

10. Приведите формулу для расчета расхода жидкости при истечении из отверстия в дне сосуда при постоянном уровне (H = const). В чем состоит физический смысл коэффициента К_р? (коэффициент расхода).

Ответ: Рассмотрим истечение жидкости из закрытого сосуда в стационарных условиях – при поддержании постоянным в ходе процесса давлений над свободной поверхностью (р₀) и с в среде, куда происходит истечение (р`), z₁ а также уровня жидкости в сосуде (h). Вы берем горизонтальную плоскость отсчета 0-0 и запишем уравнение Бернулли для сечений со свободной поверхностью жидкости (на расстоянии z₂ от этой плоскости).

, где W₁ и W – скорости жидкости в сечениях F и f_c, - плотность жидкости,- потерянный напор.

, где- потери напора от трения,- потери напора от местного сопротивления (отверстия). Пренебрежем- мала. Тогда, где- коэффициент местного сопротивления при протекании жидкости через отверстие.;. Т.к., то.. Пренебрежем, т.к. она мала в сравнении с 1 и с., тогда. Введем приведенную высоту.- коэффициент скорости.. Расход жидкости,, где- коэффициент сжатия струи;..- коэффициент расхода.

Физический смысл K_p – это коэффициент, который учитывает влияние толщины стенок и состояния кромок отверстия сосуда ( коэффициент сжатия ); форму отверстия и его расположение относительно сосуда ( коэффициент сжатия струи) на истечение.

11. Объяснить принцип действия поршневых насосов. Для чего устанавливают воздушный колпак на всасывающей линии? Объяснить принцип работы воздушного колпака на всасывающей линии насоса.

Ответ: За один оборот кривошипа поршень совершает ход вправо (ход всасывания) и ход влево (ход нагнетания)В крайних положениях , где поршень меняет направление движения ,он на мгновение останавливается .Потом скорость движения увеличивается от нуля до максимального значения и снова уменьшается вплоть до мгновения остановки. Далее снова разгон поршня и его замедление .Затем цикл повторяется.

Воздушный колпак устанавливают на всасывающей линии для равномерной подачи жидкости на участке от расходного резервуара до колпака. Поршневой насос в период всасывания забирает из колпака жидкость ,и ее уровень в нем понижается до минимального. В период нагнетания жидкость из всасывающего колпака насосом не забирается, а за счет разности давлений поддерживается почти равномерное движение жидкости во всасывающем трубопроводе и пополнение ею колпака до максимального уровня.