- •1.Какие основные физические свойства жидкостей?
- •2.Что такое идеальная жидкость? Чем реальная жидкость отличается от идеальной?
- •3.Что такое вязкость жидкости? Какие виды вязкости вы знаете? в каких единицах измеряется вязкость?
- •4.Определение гидравлики как науки. Что изучает гидростатика? Что изучает гидродинамика?
- •5(Он же 11).Основное уравнение гидростатики. Математическая запись. Физический смысл.
- •6(Он же 10).Понятие абсолютного давления, избыточного давления и вакуума. Как они связаны?
- •7(Он же 12 и 13).Дайте понятие гидростатического давления. Свойства гидростатического давления. Сформулируйте закон Паскаля.
- •8.Сила гидростатического давления на плоскую стенку. Как ее можно рассчитать? Где находится точка приложения этой силы?
- •14 И 15.Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости/вязкой жидкости. Его физический смысл.
- •16.Названия и энергетический смысл напоров, входящих в уравнение Бернулли.
- •17.Коэффициент Кориолиса в уравнении Бернулли. С какой целью он добавлен в это уравнение? Каковы его значения для ламинарного и турбулентного потоков?
- •9.Сила гидростатического давления на криволинейную стенку. Каковы ее составляющие? Где находится точка приложения равнодействующей силы давления?
- •18.Практическое применение уравнения Бернулли. Изменение пьезометрического и скоростного напоров при сужении и расширении сечения потоков.
- •19.Число Рейнольдса. С какой целью его необходимо знать? Размерности величин входящих в формулу для его определения.
- •20.Диаграмма и.И Никурадзе. Ее практическое назначение. Зоны сопротивления. Гладкие и шероховатые трубы.
- •21.Сопротивление по длине трубопровода, основная формула потерь напора.
- •22.Уравнение Блазиуса. Для каких труб оно применимо.
- •23.Уравнения Альтшуля и Шифринсона. Для каких областей течения жидкости они применяются?
- •26(27).Ламинарный режим течения жидкости. Его особенности. Эпюра скоростей и касательных напряжений. Уравнение Пуазейля.
- •28.Турбулентный режим течения жидкости. Его особенности. Эпюра скоростей и касательных напряжений.
- •33.Уравнение неразрывности потока в дифференциальной форме (вывод уравнения). Смысл понятия «дивергенция потока».
- •34.Дифференциальное уравнение равновесия и движения Эйлера. Физический смысл элементов этих уравнений.
- •35.Система дифференциальных уравнений Навье-Стокса. Физический смысл элементов, входящих в это уравнение. Вывод основных гидродинамических критериев из этих уравнений.
- •36.Явления гидравлического удара в трубопроводе. Прямой гидравлический удар. Формула н.Е Жуковского. Понижение скачка давления при непрямом гидравлическом ударе.
9.Сила гидростатического давления на криволинейную стенку. Каковы ее составляющие? Где находится точка приложения равнодействующей силы давления?
Сила гидростатического давления на
криволинейную поверхность
,
где Px
Py
Pz
составляющие силы избыточного давления
по соответствующим осям.
В случае цилиндрической поверхности
,
где Px
и Pz
- горизонтальная и вертикальная
составляющие силы Р. Горизонтальная
составляющая избыточного давления Рх
равна силе давления на вертикальную
проекцию криволинейной поверхности
,
Рм - манометрическое давление на
поверхности жидкости; hy
- глубина погружения центра тяжести
вертикальной проекции криволинейной
поверхности;
ωz - площадь вертикальной проекции.
Если
то
.
Вертикальная составляющая Рz равна
весу жидкости в объеме тела давления.
.
14 И 15.Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости/вязкой жидкости. Его физический смысл.
, ρ — плотность жидкости, ν — скорость
потока, h — высота, на которой находится
рассматриваемый элемент жидкости, p —
давление в точке пространства, где
расположен центр массы рассматриваемого
элемента жидкости, g — ускорение
свободного падения. Для горизонтальной
трубы высота h постоянна и уравнение
Бернулли принимает вид:
.
Согласно закону Бернулли, полное
давление в установившемся потоке
жидкости остается постоянным вдоль
этого потока.Полное давление состоит
из геометрического (ρ g h), статического
(p) и динамического (рν2/2) давлений.
Согласно закону Бернулли, полное
давление в установившемся потоке
жидкости остается постоянным вдоль
этого потока. Из закона Бернулли
следует, что при уменьшении сечения
потока, из-за возрастания скорости, то
есть динамического давления, статическое
давление падает. Закон Бернулли
справедлив и для ламинарных потоков
газа. Явление понижения давления при
увеличении скорости потока лежит в
основе работы различного рода расходомеров
(например труба Вентури), водо- и
пароструйных насосов. Закон Бернулли
справедлив в чистом виде только для
жидкостей, вязкость которых равна нулю.
Для приближённого описания течений
реальных жидкостей в технической
гидромеханике (гидравлике) используют
интеграл Бернулли с добавлением
слагаемых, учитывающих потери на местных
и распределенных сопротивлениях. Эта
форма уравнения Бернулли может быть
получена путём интегрирования уравнения
Эйлера для стационарного одномерного
потока жидкости, при постоянной плотности
ρ :
.
16.Названия и энергетический смысл напоров, входящих в уравнение Бернулли.
Геометрический напор(ρ g h) - характеризует удельную потенциальную энергию положения в данной точке ( данном сечении).
Статический напор (p) - ( пьезометрический) напор, характеризует удельную потенциальную энергию давления.
Скоростной ( динамический) напор (рν2/2) - удельная кинетическая энергия.
17.Коэффициент Кориолиса в уравнении Бернулли. С какой целью он добавлен в это уравнение? Каковы его значения для ламинарного и турбулентного потоков?
,
коэффициент Кориолиса является
отношением кинетической энергии потока,
вычисленной по настоящему распределению
скоростей в сечении, к кинетической
энергии, определенной по значению
средней скорости, он называется
коэффициентом кинетической энергии.
Пример: Рассмотрим поток, состоящий из
двух ручьев, скорости которых
соответственно равны:
,
Действительная кинетическая энергия
равна сумме кинетических энергий
ручьев:
,
Средняя скорость:
.
Тогда, кинетическая энергия потока,
вычисленная по средней скорости:
.
Коэффициент Кориолиса
.
Как видно, действительная кинетическая
энергия больше средней, а коэффициент
Кориолиса всегда больше единицы. Чем
больше неравномерность распределения
скоростей в поперечных сечениях потока,
тем коэффициент Кориолиса имеет большее
значение. Для ламинарного потока
жидкости в трубах
,
а для турбулентного
.
То есть при турбулентном потоке скорости
в сечении распределены более равномерно,
чем при ламинарном потоке.
