- •Билет №1
- •Вопрос 1: Показатель политропы в изотермическом, изобарном, изохорном, адиабатном и политропных процессах.
- •Показатель политропы:
- •Вопрос 2: Законы гидрогазодинамики. Физические свойства жидкостей (газов).
- •Билет №2
- •Вопрос 1: Дифференциальное уравнение равновесия Эйлера (вывод). Основное уравнение гидростатики. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера
- •После преобразования находим:
- •Таким образом, условия равновесия элементарного параллелепипеда выражаются системой уравнений:
- •Основное уравнение гидростатики
- •Вопрос 2: Уравнения теплоемкостей в изотермическом, изобарном, изохорном, адиабатном и политропных процессах.
- •43.Уравнения изменений энтальпии в изотермическом, изобарном, изохорном, адиабатном и политропных процессах.
- •3.Основные характеристики движения жидкости. Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр.
- •4.Дифференциальное уравнение для установившегося и неустановившегося потока.
- •42.Уравнения изменений внутренней энергии в изотермическом, изобарном, изохорном, адиабатном и политропных процессах.
- •5.Режимы движения жидкостей и расход жидкости при ламинарном движении потока.
- •41.Уравнения количества теплоты, сообщаемое в адиабатном и политропном процессах.
- •6.Дифференциальное уравнение неразрывности потока. Практическое приложение.
- •Вопрос 2
- •Работа при адиабатическом процессе
- •Расчёт теплоты и работы политропных процессов сжатия газов
- •Вопрос 7
- •7. Дифференциальное уравнение движения идеальной жидкости (уравнение эйлера).
- •Вопрос 2
- •9.Вывод уравнения Бернулли. Практическое применение.
- •9.Вывод уравнения Бернулли. Практическое применение.
- •Вопрос 2
- •10.Теория подобия – метод научного обобщения экспериментов.
- •Вопрос 2
- •11. Условия и теория подобия.
- •Вопрос 2
- •36.Простейшие термодинамические процессы идеальных газов.
- •4Адиабатный процесс
- •5. Политропный процесс
- •Вопрос 13
- •12. Первая теорема подобия. Преобразование дифференциального уравнения в критериальное. Подобие начальных и граничных условий
- •Вопрос 2
- •35.Параметр состояния термодинамической системы – энтропия. Вывод.
- •13. Вторая теорема подобия. Пример использования.
- •Вопрос 2
- •34. Второй закон термодинамики. Основные постулаты, вытекающие изз второго закона термодинамики.
- •14. Третья теорема подобия. Раскрыть ее сущность.
- •Вопрос 2
- •33.Уравнение Майера.
- •Вопрос 16
- •15. Преобразование дифференциального уравнения Навье-Стокса в критериальное. Гидравлическое подобие
- •Для установившегося потока
- •Вопрос 2
- •32.Первый закон термодинамики. Раскрыть сущность.
- •16. Модифицированные и производные критерии подобия
- •Вопрос 2
- •30.Работа и теплота
- •28. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа.
- •29. Энтальпия идеального газа.
- •19. Гидравлическое сопротивление при движении жидкостей (газов) в трубах и каналах.
- •26. Смеси идеальных газов. Массовая и молярная концентрация. Парциальное давление. Закон Дальтона.
- •21. Сопротивление при свободном движении тел в газах и жидкостях
- •22. Осаждение частиц под действием сил тяжести и инерции. Примеры применения.
- •Основные понятия о науке газодинамике
28. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа.
Внутренняя энергией U –энергия системы ,зависящая только от ее термодинамического состояния ,ее изменение =U2-U1 при переходе системы из состояния 1 в состояние 2 не зависит от вида процесса.Если система совершает круговой процесс,то полное изменение ее энергии=0. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его абсолютной температуры T и пропорциональна массе M. U= . и =с/m- удельная изохорная теплоемкость. U/M при T=0 К. Для одноатомных газов при невысоких температурах . не зависит от T. U= . T+ , где начальное состояние внутренней энергии.Внутренняя энергия смеси газов равна сумме внутренней энергии газов ,входящих в состав смеси: U=
29. Энтальпия идеального газа.
Энтальпи́я, также тепловая функция и теплосодержание — термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц. Проще говоря, энтальпия - это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенных температуре и давлении. Если термомеханическую систему рассматривать как состоящую из макротела (газа) и поршня с грузом весом Р = p S, уравновешивающего давление газа р внутри сосуда, то такая система называется расширенной. Энтальпия или энергия расширенной системы Е равна сумме внутренней энергии газа U и потенциальной энергии поршня с грузом Eпот = pSx = pV
,Дж/ кг. Таким образом, энтальпия в данном состоянии представляет собой сумму внутренней энергии тела и работы, которую необходимо затратить, чтобы тело объёмом V ввести в окружающую среду, имеющую давление р и находящуюся с телом в равновесном состоянии. Энтальпия системы H — аналогично внутренней энергии и другим термодинамическим потенциалам — имеет вполне определенное значение для каждого состояния, т. е. является функцией состояния. Следовательно, в процессе изменения состояния Изменение энтальпии (или Тепловой эффект химической реакции) не зависит от пути процесса, определяясь только начальным и конечным состоянием системы. Если система каким-либо путём возвращается в исходное состояние (круговой процесс), то изменение любого её параметра, являющегося функцией состояния, равно нулю, отсюда , или же .Энтальпия идеального газа зависит от его абсолютной температуры T и пропорциональна массе газа M : H=M . Энтальпия смеси идеальных газов H= . Изоэнтальпийный термодинамический процесс,в котором энтальпия постоянна.H= CvdT
19 билет
19. Гидравлическое сопротивление при движении жидкостей (газов) в трубах и каналах.
Потери напора в трубопроводе в общем случае обусловливаются сопротивлением трения и местными сопротивлениями.
Сопротивление трения существует при движении реальной жидкости по всей длине трубопровода.
Местные сопротивления возникают при любых изменениях скорости потока по величине и направлению.
Таким образом,
hп=hтр+hмс . (2.90)
Рассмотрим методы расчета потерь напора на трение.
Скорость ламинарного движения может быть определена теоретически на основании уравнения Пуайзеля:
.
Из уравнения Бернулли для горизонтального трубопровода (Z1=Z2) постоянного сечения (W1=W2), напор, теряемый на трение, равен
.
При подстановке P=ghтр в уравнение Пуайзеля и замене , получим
= ,
где l и d – длина и диаметр трубы.
Отсюда: .
Умножая числитель и знаменатель правой части на 2W и группируя величины, получаем:
. (2.91)
В (2.91) потерянный на трение напор выражается через скоростной напор:
.
Величину, показывающую во сколько раз напор, потерянный на трение, отличается от скоростного напора, называют коэффициентом сопротивления трению и обозначают символом тр, а отношение 64/Re, входящее в эту величину, - коэффициентом гидравлического сопротивления или просто коэффициентом трения и обозначают:
- коэффициент сопротивления трения. (2.92)
Таким образом, , (2.93)
где - коэффициент трения.
, для Re<2300. (2.94)
или ρghтр = ∆P = .
Для каналов некруглого сечения в последнее уравнение вместо диаметра подставляют эквивалентный диаметр dэ, причём , где В = 57 для квадратов, для кольцевого сечения В = 96 и т.д.
Для турбулентного движения определяют путём обобщения экспериментальных данных методом теории подобия.
Представим уравнение (2.85) в степенной форме:
.
На основании опытных данных в пределах Re = 4000…100000 A = 0,158; m = – 0,25; q=1. Следовательно,
.
При подстановке , с учётом, что P = ghтр, находим
,
откуда
, (2.95)
тогда коэффициент трения для Re = 4103…105 равен
. (2.96)
Таким образом, если при ламинарном движении потери напора на трение пропорциональны скорости жидкости в первой степени (см. уравнение 2.91), то при турбулентном движении эта потеря напора в большей мере зависит от скорости, т.е. он пропорционален .
Критическое значение Reкр1, при котором шероховатость начинает влиять на коэффициент трения, а также критическое значение Reкр2, при котором становится функцией только шероховатости трубы, зависит от относительной шероховатости
. (2.97)
Значения , (2.98)
.
Для всех областей турбулентного движения: . (2.99)
Для области гладкого трения расчет производят по уравнению (2.96) либо по (2.99), исключив первое слагаемое из квадратных скобок, т.е.
.
Для автомодельной области исключается из квадратных скобок второе слагаемое, тогда
(2.100)
2 вопрос