6 Рекомендуемая литература

6.1 Основная

1. Кудинов В.А. Гидравлика: учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2007.

2. Кудинов В.А. Техническая термодинамика: учебнле пособие. – М.: Высшая школа, 2007.

3. Метревели В.Н. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями: учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2007.

4. Калицун В.И. Гидравлика, водоснабжение и канализация: учебное пособие. – М.: Стройиздат, 2002.

6.2 Дополнительная

1. Башта Т.Н. «Гидропривод и гидропневмоавтоматика». М.: «Машиностроение», 1972.

2. Башта Т.Н. «Объемные насосы и гидродвигатели» М.: «Машиностроение», 1981.

3. Попов Д.Н. Механика гидро – и пневмоприводов: учебник. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.

7 Рекомендуемые технические и электронные средства обучения и контроля знаний студентов

№	Название рекомендуемых технических и электронных средств обучения	Название раздела и темы
1	2	3
1	Контролирующие программы на ЭВМ по темам: Решение задач для одномерных потоков жидкостей и газов. Конечно разностные формы уравнений Навье – Стокса и Рейднольдса.	Раздел 7 Раздел 14
2	Обучающие программы по темам: Общие законы и уравнения кинематики.	Раздел 2

8. Контроль качества усвоения дисциплин

8.1. Контрольные вопросы для самопроверки

8.1.1 Дать качественное описания ламинарному, переходному и

турбулентному режимам течения.

8.1.2 Может ли линия тока совпадать с траекторией движения жидкой

частицы при турбулентном режиме течения?

8.1.3 Объясните, почему ламинарный режим течения не может переходить в

турбулентный, минуя переходный?

8.1.4 Почему наличие пульсации скоростей в турбулентном потоке приво­дит

к интенсивному перемешиванию жидкости?

8.1.5 Масштабом турбулентности называется среднее расстояние, на кото­рое

перемещается турбулентный моль за время действия пульсации ско-

рости. Найдите масштаб турбулентности, используя π-теорему.

8.1.6 Имеет ли смысл увеличивать число величин с базовой размерностью

при анализе процессов посредством π -теоремы с целью уменьшения

числа комплексов?

8.1.7 С помощью π - теоремы найдите масштабы сил инерции и трения и

покажите, что число Рейнольдса характеризует отношение сил инерции

и сил трения.

8.1.8 Примените π -теорему для нахождения безразмерных комплексов, от

которых будет зависеть скорость падения камня в вязкой жидкости.

8.1.9 Труба в поперечном сечении имеет форму эллипса с полуосями а и Ь.

Вычислите гидравлический диаметр сечения.

8.1.10 Поперечное сечение трубы - равносторонний треугольник со сто­роной

а. Вычислите гидравлический диаметр.

8.1.11 Покажите, что для круглоцилиндрической трубы гидравлический

диаметр совпадает с геометрическим диаметром.

8.1.12 По адиабатической трубе течет поток вязкой жидкости. Изобразите

график зависимости числа Рейнольдса от длины трубы.

8.1.13 Поток течет вдоль расширяющейся трубы. Что происходит с чис­лом

Рейнольдса - оно увеличивается или уменьшается?

8.1.14 Поток движется вдоль сходящейся трубы. Что происходит с числом

Рейнольдса?

8.1.15 Чем отличается живое сечение от поперечного? Когда они совпа­дают?

Всегда ли в потоке существует живое сечение?

8.1.16 Как изменяется масштаб турбулентности с увеличением чисел Re?

8.1.17 Предложите способы искусственной ламиниризации турбулентного

потока.

8.1.18 Какими способами можно турбулизировать ламинарный поток?

8.1.19 Как скажется на масштабе турбулентности (см. вопрос 4) введение в

поток мелкодисперсного порошка, например резиновой крошки?

8.1.20 Как связаны силы инерции при ламинарном и турбулентном режи­мах

течения?

8.1.21 Что происходит с силами инерции и трения с увеличением чисел

Рейнольдса — уменьшаются силы трения или увеличиваются силы

инерции?

8.1.22 Какой поток более выгоден с точки зрения минимальных сил тре­ния —

ламинарный или турбулентный?

8.1.23 На зовите виды расходов жидкости. Как они связаны друг с другом?

8.1.24 Горизонтальная трубка тока с идеальной жидкостью расширяется по

потоку. Как зависит давление в такой трубке от длины? Как изменится

ре­зультат, если трубка тока будет сходящейся?

8.1.25 Может ли скоростной напор быть больше пьезометрического, если

полный напор, подсчитанный по избыточному давлению, равен нулю?

8.1.26 Изобразите графики зависимостей полного, пьезометрического и

скоростного напоров для экспериментальной для трубы постоянного

сече­ния, если жидкость идеальная. Как изменится результат, если

обратить тече­ние?

8.1.27 Идеальная жидкость движется в горизонтальной прямоугольной,

изогнутой по кольцу, трубе. Изобразите эпюру скоростей в одном из

пово­ротных сечений трубы.

8.1.28 Как с помощью уравнения Бернулли объяснить сжатие истекающей из

сосуда струи?

8.1.29 Как преобразовать удельную кинетическую энергию потока в удель­-

ную потенциальную энергию давления? Возможно ли 100%-ое

преобразование в случае идеальной жидкости?

8.1.30 Как в уравнении Бернулли учесть энергию поверхностного натяже­ния?

Укажите все ограничения на уравнение Бернулли элементарной

Струйки идеальной жидкости. Возможно ли вихревое течение

идеальной жидкости?

8.1.31 Объясните, почему скорость, определенная по показаниям трубки

Пито, больше средней скорости потока, рассчитанной по расходу?

8.1.32 Покажите с помощью уравнения Бернулли, что трубка Пито изме­ряет

сумму пьезометрического и скоростного напоров.

8.1.33 Зависит ли точность показания трубки Пито от диаметра трубки?

Сформулируйте ответ на тот же вопрос для пьезометрической трубки.

8.1.34 Статическое избыточное давление в потоке 1000 Па. С какой точно-­

стью можно измерить это давление пьезометром, отградуированным в

мм? Как зависит точность измерения от вида жидкости в пьезометре?

8.1.35 Применимо ли уравнение Бернулли в форме (6) для условия неве­сомости?

Имеет ли смысл в этих условиях «напорная» терминология?

8.1.37 Может ли полный напор в потоке вязкой жидкости быть монотонно

возрастающей функцией длины трубопровода?

8.1.38 В вертикально сходящейся сверху вниз трубке тока движется поток

идеальной жидкости. В потоке находится воздушный пузырек. Куда

и при каких условиях будет перемещаться пузырек?

8.1.39 В вертикальной круглоцилиндрической трубе течет сверху вниз по­ток

вязкой жидкости. Изобразите графики зависимости полного,

скоростного и пьезометрического напоров по длине трубы.

8.1.40 В бесконечно сходящейся трубке течет поток идеальной жидкости.

Согласно уравнению расходов скорость жидкости должна неограни-

ченно возрастать. Какой физический процесс сделает достижение

бесконечно большой скорости невозможным?

8.1.41 Сформулируйте понятие идеальной жидкости. Применимы ли к по­току

идеальной жидкости такие понятия, как ламинарный, турбулентный, не­

установившийся, равномерный, однородный, вихревой, безнапорный,

ста­ционарный?

8.1.42 Вода имеет скорость 5 м/с и находится под избыточным давлением 10

кПа. Какое значение имеет удельная кинетическая и удельная

потенци­альная энергия?

8.1.43 По ошибке трубку Пито установили по потоку идеальной жидкости.

Что она покажет в этом случае?

8.1.44 Два потока (воды и ртути) имеют одинаковую скорость 5 м/с. Какой из

этих потоков обладает большей удельной кинетической энергией?

8.1.45 Какую величину измеряет трубка Пито: Р/γ + U²/2g или Р/γ + αU²/2g?

8.1.46 Каким условиям при выборе должна удовлетворять плоскость срав­нения?

8.1.47 Имеется сжатый воздух с избыточным давлением 1 кг/см². В герме­тич-

ной емкости требуется получить давление 0,1 кг/см². Как это можно

осу­ществить?

8.1.48 Изобразите в поперечном сечении свободную поверхность реки.

8.1.49 Почему плывущие по реке предметы всегда прибивает к берегу?

8.1.50 Представьте, что на третьей планете № 61 «Лебедь» (ближайшая к нам

звезда) существует цивилизация и что им стало известно «уравнение

Бернулли». Чем их уравнение должно отличаться от «уравнения

Бернулли»?

8.1.51 При проведении опытов Вы, вероятно, заметили, что показания трубок

Пито и пьезометров «плавают». Чем объяснить такое поведение сво­бодных поверхностей в трубках?

8.1.52 Справедлив ли «закон сообщающихся сосудов» для двух соседних

пьезометрических трубок?

8.1.53 Справедлива ли формула Дарси для пуазейлева течения?

8.1.54 Каков физический смысл коэффициента гидравлического трения?

8.1.55 Почему при выводе уравнения равномерного движения жидкости в

трубе не учитывались силы трения на основаниях элементарного

цилиндра?

8.1.56 На оси трубы напряжение трения равно нулю, поэтому жидкие час­тицы,

движущиеся вдоль оси, не испытывают сопротивления, что возможно

только в идеальной жидкости. Согласно уравнению Бернулли давление

вдоль осевой линии тока должно быть постоянным, а в опыте можно

видеть уменьшение давления вдоль трубопровода. Объясните это

противоречие.

8.1.57 Изобразите графики зависимости λ. и τw, от средней скорости потока в

трубе.

8.1.58 Почему в жидкостном законе Ньютона (6) перед производной скоро­сти

проставлен знак « - »?

8.1.59 Поясните сущность гипотезы прилипания жидкости.

8.1.60 Почему при выводе формулы (7) коэффициент принимался постоян­ным?

8.1.61 Получите формулу (7) из уравнения движения вязкой жидкости

(уравнение Навье-Стокса).

8.1.62 При вычислении средней скорости турбулентного потока по соот­ношению (20) интервал интегрирования был [0,R]. Но логарифмический

за­кон не справедлив в области вязкого подслоя, которая входит в этот

интервал. Допущена ли в расчете ошибка? Обоснуйте возможность

примененного 1 подхода.

8.1.63 Предложите алгоритм вычислительной процедуры коэффициента гид-

равлического трения по формулам Никурадзе. Напишите на известном

Вам языке программирования подпрограмму расчета коэффициента λp

по формулам Никурадзе.

8.1.64 Покажите, что при выступах микронеровностей поверхности в турбу- ­

лентном ядре происходит дополнительная потеря механической (какой

именно составляющей) энергии потока.

8.1.65 Из указанных в тексте границ трех режимов течения турбулентного

потока выведите формулы для предельных чисел Re зон сопротивления.

8.1.66 Справедлив ли степенной закон сопротивления (30) для пятой зо­ны

сопротивления?

8.1.67 Функция z = f(x,y) называется автомодельной, если в некотором под-

множестве области определения перестает зависеть от одной из

независимых переменных. Укажите область автомодельности закона

сопротивления по числу Re, по коэффициенту Δ.

8.1.68 Выведите формулу типа Блазиуса для чисел Re = 2 • 10⁶ и Re= 4 • 10² .

Сравните по точности расчета Вашу формулу с общепризнанны­ми.

8.1.69 Постройте график зависимости hf = F(v). Покажите, что этот гра­фик

описывается степенной кривой типа hf= k(v)v^m Найдите значения k(v) и

m(v) по всем зонам сопротивления. Обоснуйте название пятой зоны

сопро­тивления как зоны квадратичного закона сопротивления.

8.1.70 Дайте определение понятию «закон сопротивления».

8.1.71 Покажите с применением л-теоремы, что в общем случае коэффи­циент

гидравлического трения является функцией двух переменных, т. е.

λ=λ(Δ,Re )

8.1.72 Какими причинами обусловлены местные потери напора?

8.1.73 Почему в уравнении (2) перед давлением поставлен знак « - »?

8.1.74 Как направлены напряжения трения на ограничивающей поверхно­сти

рисунка 1?

8.1.75 Почему коэффициент Буссинеска в уравнении (6) можно принять

равным I?

8.1.76 Изложите механизм возникновения местных потерь.

8.1.77 Из каких видов местных сопротивлений состоит сколь угодно слож­ное

местное сопротивление?

8.1.78 Какая связь между коэффициентом местного сопротивления Cf и

коэффициентом гидравлического трения?

8.1.79 Каков физический смысл числа Эйлера?

8.1.80 Покажите справедливость формулы (8) из анализа размерностей или π-

теоремы.

8.1.81 Каков физический смысл коэффициента ξ?

8.1.82 Перечислите допущения, принятые при выводе формулы Борда.

8.1.83 Известны графики зависимости двух различных местных

сопротивлений от чисел Рейнольдса. Эти сопротивления

последовательно устанавливают в трубопроводе, проводят опыты с

целью определения коэффициента ξΣ. Что Вы можете сказать о

графике ξ= f(Re)?

8.1.84 Постройте семейство кривых ξ= f(Re)для вентиля при различных углах

открытия барашки.

8.1.85 Объясните с точки зрения закона сохранения энергии равенство ед.

коэффициента сопротивления внезапного расширения потока.

8.1.86 Можно ли говорить о потерях напора в местном сопротивлении в

условиях невесомости?

8.1.87 Постройте график ξ= f(Re) для одного и того же сопротивления при

различных температурах жидкости.

8.1.88 Объясните нестационарность показаний пьезометров, установлен­ных на

местных сопротивлениях, во время проведения опытов.

8.1.89 Если учесть коэффициенты Буссинеска в формуле Борда, то это

приведет к увеличению или уменьшению ξ?

8.1.90 Объясните механизм вихреобразования в местном сопротивлении.

8.1.91 Как по результатам опытов по измерению ξ определить коэффици­ент

а1?

8.1.92 Справедлива ли формула (12) для нестационарного течения?

8.1.93 Основные элементы насосной установки.

8.1.94 Характеристика насоса. Номинальный режим работы насоса.

8.1.95 Допустимая область работы насоса.

8.1.96 Расширение области применения насоса.

8.1.97 Допустимая высота всасывания.

8.1.98 Характеристика сети.

8.1.99 Совместная работа насоса и сети.

8.1.100 Элементы простейшего гидропривода.

8.1.101 Схема управления гидроприводом.

8.1.102 Алгоритм проектирования гидропривода.

8.1.103 Гидравлические и пневматические системы, закон движения и

равновесия жидкостей и газов.

8.1.104 Классификация гидро - и пневмопередач, области их применения.

8.1.105 Гидравлические и пневматические системы.

8.1.106 Коэффициент полезного действия гидро- и пневмоприводов, методы

расчета чисел и усилий в приводах.

8.1.107 Особенности конструкций и расчетов на безопасность, прочность, на-

дежность и производительность, схемы воздухо- и водоснабжения

предприятий автомобильного транспорта, эксплуатация, обслужива-

ния.