Приложение Д

Контрольные вопросы (для самоподготовки)

1.В чем отличие жидкостей от твердых тел и газов?

2.Какова взаимосвязь между плотностью и удельным весом жидкости? Укажите их единицы измерений.

3.Что называется коэффициентом объемного сжатия жидкости? Какова его связь с модулем упругости?

4.Как изменится плотность жидкости при увеличении температуры при постоянном давлении?

5.Что называется вязкостью жидкости. В чем состоит закон вязкостного трения Ньютона?

6.Какова связь между динамическим и кинематическим коэффициентами вязкости. Укажите их единицы измерения?

7.Какими свойствами реальной жидкости пренебрегают при использовании модели идеальной жидкости?

8.С какой целью в гидромеханике вводится понятие об идеальной жидкости?

9.В каких случаях реальная жидкость близка по своим свойствам к идеальной?

Гидростатика

1.Какие силы, действующие в жидкости, являются поверхностными, массовыми?

2.Каковы свойства гидростатического давления?

3.Каков физический смысл величин, входящих в дифференциальные уравнения равновесия жидкости Эйлера?

4.Какое условие выполняется на границе свободной поверхности жидкости или на поверхности раздела двух жидкостей?

5.Как формулируется закон Паскаля и какова его связь с основным уравнением гидростатики?

319

6.Каковы соотношения между абсолютным давлением, избыточным и вакуумом?

7.Почему центр давления всегда находится ниже центра тяжести смоченной поверхности наклонной плоской стенки?

8.Как формулируется закон Архимеда? В каких случаях положение судна будет остойчивым и неостойчивым?

Кинематика и динамика жидкости

1.К какому методу описания движения относится построение эпюры скоростей в исследуемом сечении; построение траектории движения частицы жидкости?

2.При каких условиях сохраняется постоянство расхода вдоль потока жидкости?

Рис. Д.1

3.Каков физический смысл величин, входящих в дифференциальные уравнения движения Эйлера?

4.К каким выражениям приводится уравнение Бернулли в случаях:

а) неподвижной жидкости; б) равномерного движения в горизонтальном трубопроводе;

в) истечения жидкости из сосуда через круглое отверстие.

320

5.Каковы причины возникновения потерь напора при движении вязкой жидкости

6.По показаниям каких пьезометров определяются статические давления в различных сечениях канала (рис. Д.1)?

7.По показаниям каких пьезометров определяется величина гидравлических потерь между сечениями 1 и 2 (рис. Д.1), скорость на оси трубы?

8.Как изменяется полный напор при движении идеальной жидкости по каналу переменного сечения?

Рис. Д.2

9. Как изменяются скорость С и статическое давление р при течении идеальной несжимаемой жидкости от сечения 1 до сечения 2 (рис. Д.2) по цилиндрическому каналу постоянного сече-

ния (S1 = S2; z1 > 0)?

10.В чем отличие турбулентного течения жидкости от ламинарного?

11.Каков физический смысл критерия Рейнольдса? Критическое число Рейнольдса для труб круглого сечения?

12.Каковы условия гидродинамического подобия потоков?

13.Изобразите эпюру скоростей в цилиндрическом трубопроводе при ламинарном движении жидкости. Каково соотношение между средней и максимальной скоростями?

321

14.От каких параметров потока зависят потери на трение по длине при ламинарном движении жидкости?

15.Каковы особенности движения жидкости в начальном участке ламинарного движения?

16.Чем отличается распределение скоростей в цилиндрическом трубопроводе при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости?

17.Каково понятие «гладкие» и «шероховатые» поверхности? Может ли одна и та же труба быть «гидравлически гладкой» и «гидравлически шероховатой»?

18.Какова зависимость между потерей напора и средней скоростью течения жидкости в различных зонах и линиях на графике Никурадзе?

19.От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном течении жидкости?

20.Как определяется гидравлический диаметр для некруглых трубопроводов?

21.Какие сопротивления называются местными?

22.По какой формуле определяются потери, вызванные местными сопротивлениями?

23.Как определить потерю напора при внезапном расширении трубопровода? Теорема Бордо-Карно.

24.Как определяется коэффициент сопротивления системы трубопроводов (суммарный коэффициент сопротивления)?

25.Как связаны между собой коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости и расхода? Поясните физический смысл этих коэффициентов.

26.Какое влияние оказывает вязкость жидкости при истечении из отверстий и насадков?

27.Как изменяются расход и скорость при истечении жидкости через цилиндрический насадок по сравнению с истечением ее из круглого отверстия того же диаметра и под тем же напором?

322

28. В чем особенность истечения жидкости из большого отверстия по сравнению с истечением ее из малого отверстия?

1. Определение дисциплины, её состав, примеры использова-

ния.

2.Общая постановка задач в МЖГ: задано, требуется определить; внутренние, внешние, струйные, прямые и обратные задачи.

3.Основные физические свойства жидкости и газа: плотность, сжимаемость, вязкость, скорость звука, число Маха, энтальпия, молекулярные теплопроводность и диффузия.

4.Модели жидкости и газа: капельная жидкость, совершенный

газ.

5.Силы, действующие на жидкий или газообразный объём.

6.Напряжения, действующие на жидкий или газообразный

объём.

7.Гидростатика: абсолютное и относительное равновесие жидкости, свободная поверхность и поверхность уровня.

8.Дифференциальное уравнение равновесия жидкости: постановка задачи, расчётная схема, вывод уравнения.

9.Уравнение поверхности уровня как частный случай дифференциального уравнения равновесия.

10.Основное уравнение гидростатики как частный случай дифференциального уравнения равновесия.

11.Измерение давления при помощи пьезометра.

12.Сила давления жидкости на плоскую стенку.

13.Сила давления жидкости на криволинейную стенку.

14.Закон Архимеда.

15.Равновесие газов: международная стандартная атмосфера

(МСА).

16.Кинематика жидкости: примеры стационарного и нестационарного движения; примеры одно-, двух-, трёхмерного течения.

323

17.Кинематика жидкости: линия тока, элементарная струйка, трубка тока, живое сечение, объёмный и массовый расход, плотность тока.

18.Кинематика жидкости: методы Лагранжа и Эйлера исследования движения жидкости.

19.Уравнение неразрывности (сплошности) для стационарного движения жидкости и газа.

20.Дифференциальное уравнение неразрывности (сплошности): вывод уравнения, частные формы для установившегося течения и несжимаемой жидкости.

21.Уравнение количества движения (первое уравнение Эйле-

ра).

22.Уравнение моментов количества движения (второе уравнение Эйлера).

23.Уравнение моментов количества движения для плоскопараллельного движения в полярной системе координат: примеры реализации.

24.Уравнение моментов количества движения: вращение жидкости по инерции, центробежная форсунка.

25.Дифференциальное уравнение движения в напряжениях.

26.Дифференциальные уравнения Навье-Стокса (1845 г.) и его частные случаи.

27.Движение жидкой частицы: теорема Коши-Гельмгольца, линейная деформация бесконечно малого объёма.

28.Движение жидкой частицы: деформация сдвига и вращение элемента.

29.Вывод уравнения Бернулли для горизонтальной элементарной струйки постоянного поперечного сечения с использованием уравнения количества движения.

30.Частные формы уравнения Бернулли. Примеры использования в аэрокосмической технике.

31.Энергетический смысл уравнения Бернулли (теорема трёх высот).

324

32.Уравнение Бернулли: составляющие полной механической энергии жидкости в различных единицах измерения.

33.Частная форма уравнения Бернулли: понятие давления и давления торможения, определение скорости несжимаемой жидкости.

34.Предел применения уравнений неразрывности и Бернулли.

35.Кавитация: теоретические основы, положительные и отрицательные свойства.

36.Расходомер Вентури.

37.Примеры применения уравнений неразрывности и Бернулли для анализа работы струйного насоса, скоростного наддува бака, обтекания профиля.

1.Примеры расчёта числа Рейнольдса по измерениям на гидростенде.

2.Алгоритм определения скорости истечения жидкости из насадков на гидростенде.

3.Определение гидравлических потерь на гидростенде.

4.Определение кавитационных режимов течения на гидро-

стенде.

5.Особенности определения эпюры скорости в цилиндрическом канале на гидростенде.

6.Пример расчёта объёмного расхода, скорости, массового расхода жидкости при работе на гидростенде.

7.Конструктивные особенности гидростенда, связанные с определением расхода и абсолютного давления жидкости.

8.Простой трубопровод с насосной подачей жидкости.

9.Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре. Определение коэффициентов сжатия (сужения), скорости, расхода.

325

10.Особенности гидравлического расчёта простого трубопро-

вода.

11.Гидравлические потери: потери на трение (потери по длине). Формулы для расчёта.

12.Механизм потери устойчивости ламинарного течения жидкости или газа.

13.Гидравлические потери: примеры местных гидравлических сопротивлений, формулы для расчёта.

14.Ламинарный, переходный и турбулентный режимы течения. Критерий Рейнольдса, его физический смысл.

326