- •01.Термодинамические характеристики рабочего тела, параметры состояния. Первый и второй законы термодинамики. Изменение энтропии.
- •02.Основные понятия механики жидкости и газа плотность и сплошность среды, основные определения, виды течении. Понятие о полных параметрах состояния.
- •03.Общее и различия в течениях жидкостей и газов, молекулярно-кинетическое обоснование.
- •04.Кризис течения в сжимаемых жидкостях, запирание по расходу (см. Также вопрос 26).
- •05.Вязкость и внутреннее трение в жидкостях и газах. Зависимость вязкости от параметров состояния.
- •06.Механизмы перехода кинетической энергии в потенциальную энергию. Параметры торможения. Распределение параметров состояния по обводам обтекаемого тела.
- •Диссипация
- •Изоэнтропное торможение
- •07.Основные гидродинамические понятия, свойства элементарной струйки тока, виды расхода, плотность тока. Причины различия расхода через поперечное и живое сечения канала.
- •08.Характерные скорости потока. Эквивалентность изменения скорости и работы расширения-сжатия. Безразмерные скорости и связь между характерными скоростями в размерном и безразмерном ви
- •Безразмерные скорости
- •09.Газодинамические функции параметров торможения. Критические и полные параметры.
- •10.Нестационарное одномерное уравнение неразрывности в полных и в статических параметрах. Примеры проявления нестационарности (гидроудар, помпаж и пр.).
- •11.Газодинамическая форма уравнения неразрывности. Газодинамические функции расхода.
- •12.Анализ формулы расхода. Запирание каналов по расходу (см. Также уравнение Гюгонио). Воздействия, способные вызвать запирание каналов по расходу.
- •13.Силы, действующие в жидкости. Уравнения движения в форме Эйлера и Навье-Стокса.
- •14.Анализ и применение уравнений Эйлера - радиальное равновесие, универсальный закон изменения окружной составляющей скорости. Уравнение Эйлера в гидростатике - абсолютное и относител
- •15.Уравнение движения в форме Громеки-Лемба и интеграл Коши-Лагранжа. Энергетическая форма Крокко. Условия постоянства полной энтальпии.
- •16.Интеграл Бернулли, условия постоянства полной механической энергии. Анализ уравнения Бернулли.
- •17.Уравнение количеств движения (первое уравнение Эйлера) в общем виде. Тензор импульса и его компоненты. Неконсервативная форма для расчета силового взаимодействия потока и обтекаемы
- •18.Нестационарное и стационарное одномерное уравнение количеств движения. Уравнение количества движения для элементарной струйки.
- •19. Уравнение моментов количеств движения (второе уравнение Эйлера). Крутящий момент, мощность и работа одной ступени лопаточной машины; связь работы с силами, действующими на лопатки.
- •20. Энергетическая форма уравнения моментов количества движения, коэффициенты нагрузки (закрутки, напора), напорность ступени. Понятие о принципе работы турбомашин.
- •21. Общая форма одномерного стационарного уравнения энергии в тепловой и механической форме (обобщенное уравнение Бернулли).
- •23. Потери энергии в канале постоянного сечения (трубе) для капельных и сжимаемых жидкостей. Основные виды местных сопротивлений - конфузор и внезапное сжатие, диффузор и внезапное расширение.
- •24. Потери при повороте потока, вторичные течения.
- •27. Изоэнгропный и адиабатный потоки. Работа и кпд турбомашин, t-s диаграммы. Сжатие в компрессоре
- •Расширение в турбине
- •28. Связь сжимаемости со скоростью потока, вывод и анализ. Другие уравнения и формулы, подтверждающие или повторяющие этот анализ. Уравнение Гюгонио и анализ геометрического воздействия.
- •29. Уравнение обращения воздействий. Краткий анализ воздействий, виды дроссселирования течении (виды кризиса течения). Необходимость комплексных воздействий на поток в турбомашинах.
- •30. Тепловое воздействие, его анализ. Тепловой кризис, проявление в основных и форсажных камерах сгорания.
- •32. Истечение из косого среза, предел расширительной способности косого среза.
- •33. Законы сохранения в теории скачков уплотнения и ударных волн. Природа потерь в нормальных разрывах поля скоростей.
- •34. Расчет угла фронта косых скачков уплотнения.
- •35. Режимы истечения из сопла Лаваля. Диаграмма режимов истечения. Использование сопла Лаваля на режиме глубокого пере расширения для сверхзвуковых входных устройств.
Изоэнтропное торможение
В изоэнтропном процессе торможения потерь механической энергии нет, соответственно давление и плотность торможения остаются вдоль канала постоянными.
Политропное торможение (диссипация + изоэнтропное торможение)
Сопровождается потерями механической энергии, давления и плотности торможения (меньшими, чем при полной диссипации).
Для получения истинного значения полных энтальпии и температуры достаточен энергоизолированный процесс. Внутренние тепловые преобразования не оказывают влияния на суммарную энергию потока в ее тепловом эквиваленте.
статические и полные параметры можно связать по идеальной адиабате:
Сами полные параметры могут быть определены по формулам:
При постоянной плотности давление торможения находится проще:
07.Основные гидродинамические понятия, свойства элементарной струйки тока, виды расхода, плотность тока. Причины различия расхода через поперечное и живое сечения канала.
Стационарное течение – установившееся движение потока, параметры которого зависят только от координат точки.
Нестационарное течение – неустановившееся течение, параметры которого зависят от координат точки и от времени.
Течения могут быть трех-, двух- и одномерными, параметры в которых меняются соответственно вдоль трех, двух или одной координаты. Плоское (двумерное) и одномерное сечения используют для приближенных расчетов.
Векторная линия – такая линия в векторном поле, каждой точке которой в данный момент времени может быть поставлен в соответствие вектор, направленный по касательной к данной линии.
Линия тока – векторная линия в поле линейных скоростей. Показывает мгновенное направление движения жидкости вдоль некоторой кривой. В установившемся движении геометрически совпадает с траекторией. Уравнение линии тока:
Вихревая линия – векторная линия в поле угловых скоростей вращения частиц относительно собственных осей. Можно представить как мгновенную криволинейную ось вращения совокупности частиц. Понятие справедливо только в вихревом движении. Уравнение вихревой линии тока:
Траектория – графическое изображение пути, пройденного конкретной частицей за определенный промежуток времени.
Трубка тока – поверхность, образованная множеством линий, проведенных через бесконечно малый замкнутый контур, плоскость которого не совпадает с направлением соответствующей векторной линии.
Элементарная струйка тока – трубка тока, заполненная жидкостью (множеством линий тока). Распределение параметров по сечению трубки считают равномерным, т.е. сечение принимается одномерным.
Вихревой шнур – вихревая трубка, заполненная жидкостью. Понятие справедливо только в вихревом движении.
Поток – совокупность элементарных струек тока.
Вихревое течение – совокупность вихревых шнуров. Понятие справедливо только в вихревом движении.
Винтовое движение – совпадение вихревых линий и линий тока.
Потенциальное движение – движение, в котором отсутствует вращательное движение частиц среды относительно собственных осей. В каждой точке выполняется равенство .
Вихревое движение – движение, в котором ротор или циркуляция скорости по любому замкнутому контуру отличны от нуля (происходит вращение частиц).
Ламинарное движение – слоистое и упорядоченное течение, в котором интенсивность вихревого движения и силы инерции недостаточны для развития макровихрей, когда во вращение вовлечены целые группы молекул и частиц. Подобно вихревому течению.
Турбулентное течение – течение, слои в котором интенсивно перемешиваются из-за возникновения макровихрей, участвующих в поперечном переносе количества движения. Поле скоростей по сечению выравнивается, что на микроуровне приводит к снижению интенсивности вихревого движения. Ассоциируется с потенциальным движением.
Расход – количество вещества, протекающее в единицу времени через площадь поперечного сечения канала. Различают массовый (кг/с) и объемный (м3/с) расходы.
Плотность тока – расход, отнесенный к единице площади сечения. Векторная величина, так как определяется скоростью течения. Различают массовую ( ) и объемную (скорость потока ) плотность.
угол между вектором внешней нормали к поверхности и вектором скорости .
Поперечное сечение – сечение, для которого ось канала является нормалью.
Живое сечение – такое сечение площадью , каждая элементарная площадка которого нормальна соответствующему вектору скорости. Расход через живое сечение вычисляется интегрированием по , угол при этом не учитывается. Расход через больше фактического расхода (через площадь поперечного сечения), так как включает радиальную составляющую скорости течения, не участвующую в продольном переносе массы. Применяется для визуализации течений и показа структуры течения.