Додаток г

Вхідний контроль для студентів перед вивченням дисципліни "Гідрогазодинаміка"

За основу взята дисципліна "Теоретична механіка"

1 Статика

1.1 Поняття сили.

1.2 Момент сили відносно вибраного центра.

1.3 Умови рівноваги плоскої системи сил.

1.4 Умови рівноваги плоскої системи сил, що сходяться в одній точці.

1.5 Умови рівноваги просторової системи сил.

1.6 Умови рівноваги просторової системи сил, що сходяться в одній точці.

2 Кінематика

2.1 Поняття матеріальної точки, системи матеріальних точок.

2.2 Як описати рух матеріальної точки?

2.3 Швидкість, вектор швидкості.

2.4 Прискорення, визначення прискорення.

3 Динаміка

3.1 Закон Ньютона.

3.2 Сила інерції.

3.3 Кількість руху.

3.4 Імпульс сили.

3.5 Теорема про зміну кількості руху.

3.6 Момент кількості руху.

3.7 Теорема про зміну моменту кількості руху.

3.8 Принцип Даламбера.

Додаток д

Д.1 Питання для самоперевірки з дисципліни "Гідрогазодинаміка"

1 Поняття та теореми теорії поля.

1.1 Поняття про вектори і скаляри.

1.2 Вираз вектора через компоненти і через скаляри.

1.3 Кут між віссю координат і вектором.

1.4 Скалярний добуток двох векторів.

1.5 Скалярний добуток базових векторів.

1.6 Векторний добуток двох векторів.

1.7 Векторний добуток базових векторів.

1.8 Поняття тензора. Приклади тензора із гідрогазадинаміки.

1.9 Поняття скалярного поля.

1.10 Поняття векторного поля.

1.11 Які операції відносяться до диференціальних операцій першого порядку?

1.12 Диференціальні операції другого порядку.

1.13 Потенціал векторного поля.

1.14 Теорема Остроградського - Гауса.

1.15 Теорема Стокса.

2 Фізичні параметри рідини.

2.1 В чому різниця між густиною і об’ємною вагою? Яке між ними співвідношення? Розмірність?

2.2 Як зміниться густина крапельної рідини при збільшенні тиску і температури?

2.3 Який зв’язок між коефіцієнтом об’ємного стиснення і об’ємним модулем пружності?

2.4 Що являє собою коефіцієнт температурного розширення?

2.5 Як залежить в’язкість від температури і тиску?

2.6 Яке співвідношення між динамічним і кінематичним коефіцієнтами в’язкості?

2.7 Чим відрізняється ідеальна рідина від реальної? В яких випадках при практичних розрахунках рідину можна вважати ідеальною?

2.8 Як розрахувати величину капілярного підйому чи опускання рідини в скляній трубці малого діаметра?

2.9 Що називається тиском насиченої пари рідини? Від чого він залежить?

2.10 Від чого залежить розчинність повітря і других газів в рідині?

2.11 Які розмірності густини, об’ємної ваги, коефіцієнтів температурного розширення і об’ємного тиску, об’ємного модуля пружності динамічного і кінематичного коефіцієнтів в’язкості в одиницях СІ?

3 Гідростатика, основи.

3.1 В яких одиницях вимірюється гідростатичний тиск? Які його основні властивості?

3.2 Який вираз має основне рівняння гідростатики? Чому воно називається основним?

3.3 Що називається абсолютним тиском, манометричним тиском, вакуумом? Яка найбільша можлива величина вакууму і чим вона обмежується?

3.4 Чому при визначенні сили тиску рідини на поверхню, частіше всього оперують не абсолютним, а манометричним тиском чи величиною вакууму?

3.5 Сформулюйте закон Архімеда.

4 Кінематика, основи.

4.1 В чому відзнака методу Ейлера від методу Лагранжа при дослідженні руху рідини?

4.2 В чому полягає гіпотеза суцільності?

4.3 Назвіть складові повного прискорення в загальному випадку.

4.4 Чим сталий рух відрізняється від несталого?

4.5 Чим рівномірний рух відрізняється від нерівномірного?

4.6 Чим напірний рух відрізняється від ненапірного?

4.7 Дайте визначення лінії течії.

4.8 Дайте визначення вихрової лінії.

4.9 Запишить співвідношення для лінії течії.

4.10 Запишить співвідношення для вихрової лінії.

4.11 Знайдіть математичний вираз для лінії течії, поле щвидкостей котрої визначене.

4.12 В якому випадку траєкторія руху фіксованої частини і лінії течії збігаються, а в якому – ні?

4.13 Що являє собою траєкторія руху частинки рідини? Чим вона відрізняється від лінії течії?

4.14 Що таке лінія течії?

4.15 Що таке трубка течії?

4.16 Що таке струминка?

4.17 Як визначається швидкість лінійних деформацій?

4.18 Як визначається швидкість кутової деформації?

4.19 Як визначається швидкість об’ємної деформації?

4.20 Який вираз називається дивергенцією вектора швидкості? Запишіть його.

5. Гідрогазодинаміка, гідравліка, основи.

5.1 Запишіть диференціальні рівняння безперервності нестаціонарної тривимірної течії. Поясніть значення величин, котрі входять у ці рівняння.

5.2 Запишіть диференціальні рівняння одновимірної течії. Поясніть його.

5.3 Запишіть рівняння безперервності в інтегральній формі.

5.4 Які сили враховуються при виведенні рівняння руху ідеальної рідини?

5.5 Запишіть диференціальне рівняння руху ідеальної рідини в векторній формі відносно одиниці об’єму. Поясніть значення величин, складових членів.

5.6 Який вигляд має інтеграл Бернуллі, якщо із масових сил розглядати тільки сили тяжіння?

5.7 Які сили враховуються в рівнянні Нав’є - Стокса?

5.8 Як направлені поверхневі сили в ідеальній рідині, в реальній? В чому різниця?

5.9 Дайте якісну характеристику турбулентної течії.

5.10 3 чим пов’язаний перехід від ламінарного режиму до турбулентного? За допомогою яких критеріїв визначається цей перехід?

5.11 Дайте характеристику моделі турбулентного потоку, яка приймається для вивчення.

5.12 Для чого вводиться одновимірна схематизація потоку? В чому вона полягає?

5.13 Рівняння Бернуллі. Геометричний зміст рівняння Бернуллі.

5.14 Енергетичний зміст рівняння Бернуллі.

5.15 Чим відрізняється рівняння Бернуллі для ідеальної та реальної рідини? Поясніть.

5.16 Запишіть загальну формулу для розрахунків витрат енергії по довжині потоку в’язкої рідини.

5.17 Втрати енергій, перепад тиску, втрати напору, викликані місцевим опором.

5.18 Фізична природа втрат енергії в місцевому опорі.

5.19 Коефіцієнт місцевого опору _м. Розмірність. Від чого залежить _м. Наведіть приклади.

5.20 Як одержують формули, за якими розраховують коефіцієнт опору  при ламінарній течії в трубі?

5.21 Яку криву показує закон розподілу швидкостей в круглій трубі при ламінарній течії?

5.22 Сформулюйте межові умови ламінарної течії в круглій трубі.

5.23 За якими формулами можна розрахувати втрати енергії по довжині потоку в’язкої рідини? Запишіть ці формули. Поясніть значення величин, які в них входять.

5.24 Чому одна і та ж труба в одному випадку може бути гідравлічно гладкою, а в іншому гідравлічно шорсткою?

5.25 Як пов’язані між собою коефіцієнти стиснення , швидкості , витрат , місцевого опору  малого отвору? Який фізичний зміст цих коефіцієнтів?

5.26 Чому дорівнює реактивна сила взаємодії між струменем і твердим тілом?

5.27 Які рівняння застосовуються при розрахунках напірних трубопроводів?

5.28 В чому різниця при розрахунках коротких і довгих трубопроводів? Наведіть приклади.

5.29 Яке явище в напірних трубах називається гідравлічним ударом?

5.30 Чим відрізняється прямий удар від непрямого?

5.31 Як визначити зміну тиску при гідравлічному ударі?

5.32 Чому дорівнює активна сила струменя рідини на плоску поверхню?

6 Одновимірні течії газу. Форми рівняння Бернуллі для адіабатної течії.

6.1 Дайте визначення адіабатної течії.

6.2 Рівняння безперервності в диференціальній формі (логарифмічний диференціал).

6.3 Рівняння Бернуллі для баротропної рідини (газу).

6.4 Параметри гальмування. Фізичний зміст, співвідношення між ними.

6.5 Запишіть рівняння енергії з використанням параметрів гальмування.

6.6 Максимальна швидкість газу. В яких умовах вона досягається? Чи можна досягти максимальної швидкості?

6.7 Критична швидкість, її фізичний зміст. Критичні параметри, критичний переріз.

6.8 Безрозмірні швидкості, їх фізичний зміст.

7 Рівняння Гюгоніо та його аналіз.

7.1 Дати визначення одновимірної течії.

7.2 Які рівняння використовують для виведення рівняння Гюгоніо?

7.3 Запишіть рівняння Гюгоніо. Поясніть зміст його складових.

7.4 Які висновки витікають із рівняння Гюгоніо?

7.5 Як змінюється швидкість дозвукового потоку в залежності від зміни площі перерізу каналу?

7.6 Як змінюється швидкість надзвукового потоку в залежності від зміни площі перерізу каналу?

8. Плоска потенціальна течія.

8.1 Який рух рідини називається плоским?

8.2 Аналітична умова потенціальності плоскої течії.

8.3 Потенціал швидкості . Як визначити складові швидкості частинок рідини через ?

8.4 Функція течії . Які умови вона задовольняє?

8.5 Запишіть вираз для повного диференціалу функції течії (плоский потенціальний рух рідини).

8.6 Запишіть рівняння лінії течії для плоского потенціального руху рідини.

8.7 Як змінюється функція течії  вздовж лінії течії?

8.8 Аналітичний вираз для сімейства кривих, які збігаються із лініями течії.

8.9 Яка взаємозалежність між потенціалом швидкості і функцією течії?

9 Межовий шар у нестислої рідини. Види і структура.

9.1 Що таке зшиття рішень?

9.2 Що здійснює основний вплив на коефіцієнт опору?

9.3 В зв’язку з чим виникла теорія межового шару?

9.4 Запишіть залежність для визначення величини опору тертя при обтіканні тіла рідиною.

9.5 Що таке межовий шар?

9.6 Які сили діють в межах межового шару?

9.7 Як визначається товщина межового шару? Чим відрізняється межовий шар від незбуреного потоку?

9.8 Дайте характеристику ламінарного і турбулентного межового шару.

9.9 Як визначити число Re при обтіканні рідиною плоскої пластини?

9.10 За допомогою якого параметра можна визначити перехід ламінарного межового шару в турбулентний на плоскій пластині?

9.11 Інтегральне співвідношення Кармана для межового шару.

9.12 Від яких параметрів залежить товщина  та дотичне напруження  ламінарного межового шару на плоскій пластині?

9.13 Від яких параметрів залежить коефіцієнт опору тертя ламінарного межового шару на плоскій пластині?

9.14 Від яких параметрів залежить товщина  та дотичне напруження  турбулентного межового шару на плоскій пластині?

9.15 Від яких параметрів залежить коефіцієнт опору тертя турбулентного межового шару на плоскій пластині?

10 Затоплені турбулентні струмини і їх структура.

10.1 Дати визначення струминного процесу, струмини.

10.2 Дати визначення струмини вільної, затопленої, незатопленої. Навести приклади.

10.3 Процес витікання струмини із насадки.

10.4 Структура струмини.

10.5 "Полюс" струмини, ізотахи.

10.6 Покажіть характер розподілення швидкостей в поперечному перерізі струмини.

10.7 Взаємодія струмин. Чого можна досягти зіткненням струмин?

11 Неньютонівські рідини, двофазні течії.

11.1 Поняття про неньютонівські рідини.

11.2 Двофазні течії, структури потоку.

11.3 Складові перепаду тиску одно- і двофазної течії.

Д.2 Контрольні запитання

1. Гідрогазодинаміка.

2. Фізичні властивості рідини. Навіщо їх знати. Основні властивості.

3. Гідростатика – визначення.

4. Основне рівняння гідростатики, зміст, приклади його застосування.

5. Гідростатичний тиск на плоскі тіла: вертикальні, горизонтальні.

6. Кінематика – визначення, задачі.

7. Рівняння безперервності, об’ємна і масова витрата, середня швидкість.

8. Гідродинаміка – визначення, задачі.

9. Рівняння Бернуллі в різних видах. Фізичний і геометричний зміст. Його застосування для розв’язання задач.

10. Втрати енергії, тиску, напору по довжині труби. Рівняння Дарсі (Дарсі Вейсбаха). Гідравлічно гладкі і шорсткуваті труби.

11. Втрата енергії, тиску, напору в місцевому опорі. Механізм. Формула Вейсбаха.

12. Ламінарний і турбулентний примежовий шар. Визначення, значення для розв’язування основної задачі.

13. Витікання рідини із отворів і насадок. Механізм. Формули для розрахунку швидкості і об’ємної витрати.

14. Гідравлічний удар. Механізм. Формула для визначення підвищення тиску.

15. Активна і реактивна взаємодія струмини і твердого тіла. Вільна струмина, ії структура.

16. Ньютонівські і неньютонівські рідини, їх різниця.

17. Двофазні течії, визначення. Де вони мають місце?