microbik.ru
1 2 ... 6 7
3. ВОПРОСЫ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ КУРСУ.


  1. Дайте определение гидравлике, как научной дисциплине.

  2. Какова связь между понятиями: гидравлика и гидравлические машины?

  3. Перечислите основные физические свойства жидкостей.

  4. В чем состоит отличие жидкостей от твердых тел и газов?

  5. Какая существует связь между плотностью и объемным весом жидкостей?

  6. Что такое коэффициент объемного сжатия жидкости, модуль упругости?

  7. Что называется вязкостью жидкости?

  8. От чего зависит напряжение трения в жидкости?

  9. Что такое градиент скорости?

  10. Какая существует связь между динамической и кинематической вязкостью?

  11. Как можно определить вязкость жидкости?

  12. Что понимают под идеальной жидкостью?

  13. Как зависит вязкость от температуры и давления?

  14. От чего зависит давление насыщенного пара жидкости, растворимость газов в жидкостях?

  15. Какие силы действуют в жидкости, от чего они зависят?

  16. Что называется гидростатическим давлением?

  17. Каковы свойства гидростатического давления?

  18. Что такое градиент давления, каковы его основные свойства?

  19. Какими приборами можно измерить давление?

  20. Назовите основные единицы измерения давления.

  21. Что называют абсолютным давлением, манометрическим давлением, вакуумом?

  22. Каково основное уравнение гидростатики?

  23. Запишите основное уравнение гидростатики в трех его формах. Объясните значение каждого входящего в него слагаемого.

  24. В чем разница между напором и давлением?

  25. Что такое удельная энергия положения?

  26. Объясните закон Паскаля.

  27. Какие механизмы действуют на основе закона Паскаля?

  28. Как определить силу давления жидкости на плоскую горизонтальную поверхность?

  29. Как определить силу давления жидкости на плоскую вертикальную поверхность?

  30. Что такое поверхность равного давления? Каковы ее свойства?

  31. Как определяется величина силы давления на криволинейные поверхности?

  32. Как рассчитать допустимое давление в трубе, чтобы не допустить ее разрыва?

  33. Сформулируйте закон Архимеда.

  34. Каковы условия плавания тел?

  35. Что такое относительный покой жидкости?

  36. Как определить положение свободной поверхности жидкости при ее вращении в цилиндрическом сосуде?

  37. Что такое линия тока, трубка тока, элементарная струйка, траектория движения частицы?

  38. Чем отличается установившееся движение жидкости от неустановившегося, равномерное от неравномерного?

  39. Что такое расход жидкости, скорость, средняя скорость, живое сечение?

  40. Объясните суть уравнения неразрывности.

  41. Для каких условий применима струйная расчетная модель движения реальной жидкости?

  42. Сформулируйте закон сохранения количества движения.

  43. Каков физический смысл величин, входящих в уравнение Эйлера?

  44. Запишите уравнение Бернулли в трех его формах. Объясните значение каждого входящего в него слагаемого.

  45. В чем отличие уравнения Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости от уравнения Бернулли потока реальной жидкости?

  46. Какие ограничения существуют в применении уравнения Бернулли?

  47. Как построить линию полного напора, пьезометрическую линию?

  48. В каком случае линия полного напора будет параллельна пьезометрической линии?

  49. В каком случае уравнение Бернулли превращается в основное уравнение гидростатики?

  50. Какое давление будет в напорном потоке, если пьезометрическая линия проходит ниже его геометрической оси?

  51. В чем отличие турбулентного потока от ламинарного?

  52. В чем физический смысл числа Рейнольдса, его практическое значение?

  53. Чем характеризуется переходная зона от одного режима к другому?

  54. Какой кривой описывается распределение скоростей в сечении трубы при ламинарном режиме?

  55. По какому закону распределяются скорости в сечении трубы при турбулентномрежиме?

  56. Чему равно значение коэффициента Кориолиса при турбулентном и ламинарном режимах?

  57. При каком режиме движения жидкости потери напора больше? Почему?

  58. От каких параметров зависят гидравлические потери в ламинарном потоке?

  59. Что такое пульсации скорости и давления, чем они вызваны, когда возникают?

  60. В чем заключается теория Прандтля?

  61. Когда применяется формула Дарси-Вейсбаха?

  62. От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном течении в трубах, и по каким формулам его можно найти?

  63. Что такое коэффициент эквивалентной шероховатости?

  64. Чем гидравлически гладкие трубы отличаются от гидравлически шероховатых?

  65. Сколько зон сопротивления имеется при турбулентном движении? Назовите их и охарактеризуйте.

  66. Почему область шероховатого трения часто называют областью квадратичного сопротивления?

  67. Каковы особенности определения потерь в трубопроводах некруглого сечения?

  68. Какие сопротивления называются местными? Назовите их отдельные виды.

  69. Отчего зависят потери напора на местных сопротивлениях?

  70. Почему коэффициенты местных сопротивлений определяется почти всегда экспериментально?

  71. Что такое эквивалентная длина?

  72. Что является основной причиной возникновения потерь напора при резком расширении и сужении русла, при плавном изменении диаметра трубы, плавном повороте?

  73. От чего зависит коэффициент местного сопротивления вентиля?

  74. В чем отличие истечения жидкости из малого отверстия и истечения из насадка?

  75. Как определить расход при истечении через насадок?

  76. Какие коэффициенты истечения вы знаете, как они связаны между собой? От чего зависят?

  77. Чем насадок отличается от трубы?

  78. Почему при напорах около 14 м коэффициент расхода цилиндрического насадка резко снижается?

  79. В каких случаях, какие насадки применяются?

  80. Как определить время опорожнения цилиндрического резервуара?

  81. Что называется простым трубопроводом, и какие основные задачи встречаются при его расчете?

  82. Что такое модуль расхода?

  83. Как определить потери напора в простом трубопроводе?

  84. В чем отличие расчета трубопроводов при их параллельном и последовательном соединении?

  85. Каковы особенности расчета трубопроводов при непрерывной раздаче расхода по пути?

  86. Почему возникает гидравлический удар в трубопроводах?

  87. Как рассчитать повышение давления при прямом и непрямом гидравлическом ударе?

  88. Каков принцип действия гидравлического тарана?

  89. Что такое - одномерная модель жидкости?

  90. Запишите уравнения Навье – Стокса в конечно – разностной форме.

  91. Опишите основные схемы применения численных методов при решении задач гидравлики.

  92. Почему применяется моделирование при изучении гидравлических явлений?

  93. Какие виды моделирования Вы знаете?

  94. Что такое подобие, какие виды подобия Вы знаете?

  95. Что такое масштаб модели?

  96. Какие основные силы необходимо учитывать при моделировании гидравлических явлений?

  97. Что называется критериями гидравлического подобия?

  98. В чем физический смысл критериев подобия Эйлера, Рейнольдса, Фруда, Архимеда?

  99. Когда применяются те или иные критерии подобия?

  100. Покажите примеры преобразования одних масштабов в другие.

  101. Какие гидравлические машины Вы знаете?

  102. Классификация насосов.

  103. Что называется подачей насоса?

  104. Как определяется максимально-допустимая высота всасывания центробежных насосов?

  105. Что такое кавитация?

  106. Запишите основное уравнение центробежного насоса. Поясните его.

  107. Какие характеристики центробежных насосов Вы знаете?

  108. Какие Вы знаете формулы перерасчета центробежных насосов?

  109. Что такое коэффициент быстроходности? На какие пять классов подразделяются центробежные насосы по коэффициенту быстроходности?

  110. Прокомментируйте сводный график центробежных насосов.

  111. Объясните классификацию центробежных насосов.

  112. Напишите несколько марок центробежных насосов и объясните.

  113. Какие Вы знаете достоинства и недостатки центробежных насосов?

  114. Расскажите принцип действия поршневого насоса прямого действия.

  115. Как классифицируются поршневые насосы?

  116. Приведите формулы производительности различных поршневых насосов.

  117. Объясните принцип действия дифференциального насоса.

  118. Объясните принцип действия воздушного колпака.

  119. Как определяется допустимая высота всасывания поршневого насоса?

  120. Что называют характеристикой поршневого насоса?

  121. Какова индикаторная диаграмма поршневого насоса?

  122. Какая бывает маркировка поршневого насоса?

  123. Достоинства и недостатки поршневых насосов.

  124. Производительность роторных насосов, принцип действия.

  125. Принцип действия вихревых и струйных насосов.


 ПРАКТИЧЕСКИЙ КУРС.

1.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ.

1.1. Основные физические свойства жидкостей.

Капельные жидкости обладают свойством текучести и мало изменяют объем под действием давления. Газы сжимаемы и легко меняют объем.

Основными физическими характеристиками жидкостей и газов являются: плотность:

где: т - масса жидкости в объеме V;

удельный вес

где: G - вес жидкости;

сжимаемость, которая характеризуется коэффициентом объемного сжатия:

,

где: V-первоначальный объем, - изменение объема при изменении давления ;

упругость, характеризуется модулем упругости:
;

температурное расширение, характеризуется коэффициентом температурного расширения

,
где V - изменение объема жидкости с изменением температуры t;

вязкость - способность жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее частиц. Вязкость влияет на величину касательного напряжения трения:



где:  - динамическая вязкость (Па • с)

-градиент скорости.
Динамическая вязкость связана с кинематической вязкостью соотношением:

.

1.2. Гидростатика.

Основное уравнение гидростатики определяет величину гидростатического давления р в любой точке жидкости, если на жидкость из всех массовых сил действует только сила тяжести

, где: р0 - давление на какой-либо поверхности уровня жидкости, например на свободной поверхности (Па),

h - глубина расположения рассматриваемой точки от поверхности с давлением р0.

Сила давления жидкости на плоскую стенку равна произведению гидростатического давления в центре тяжести площади стенки рc на площадь стенки S:

Р= рc S H.

Закон Паскаля гласит, что давление передается без изменения в каждую точку жидкой среды:





где: F1 и F2 - силы, действующие на площадки S1 и S2 .

Горизонтальная составляющая силы давления на криволинейную стенку равна силе давления жидкости на вертикальную проекцию стенки:

, где; hc глубина, на которой расположен центр тяжести проекции стенки.

Относительный покой жидкости - это ее равновесие в движущихся сосудах, когда помимо силы тяжести действует сила инерции. Уравнение поверхности уровня имеет вид:

,

где: z0 - вертикальная координата вершины параболоида поверхности уровня,

r , z - координаты любой точки поверхности уровня,
 - угловая скорость вращения.

Закон Архимеда гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме этого тела:

где: ж - удельный вес жидкости,

VT - объем тела.

1.2. Основы кинематики и динамики жидкости.

У
равнение Бернулли
является основным уравнением гидравлики, определяющим связь между давлениями и скоростью в движущемся потоке жидкости. Уравнение Бернулли в форме напоров имеет вид:

Рис. 1 Графическое изображение уравнения Бернулли в форме напоров.
,

где: z1 и z2 - высоты положения центров сечений 1 и 2 (геометрические напоры), и - высоты давления в сечениях 1 и 2 (пьезометрические напоры),

и - коэффициенты кинетической энергии (коэффициенты Кориолиса),

hw - потери напора на гидравлические сопротивления между заданными сечениями.

Уравнение Бернулли можно записать в виде:



где

следующая страница >>