- •1.Основные свойства жидкостей и единицы их измерения.
- •3.Основные свойства гидростатического давления.
- •4.Основное дифференциальное уравнение гидростатики.
- •5.Уравнение поверхности уровня и свойства этой поверхности.
- •6.Основное уравнение гидростатики, его геометрическая и энергетическая интерпретации.
- •7.Абсолютное и избыточное давление, приборы измерения давления.
- •8.Эпюра распределения давления несмешивающихся жидкостей.
- •9.Сила давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности.
- •10.Закон Архимеда.
- •11.Уравнение распределения давления при равновесии газов в поле силы тяжести.
- •12.Практические приложения основного уравнения гидростатики.
- •13.Основные понятия кинематики жидкости и газа.
- •14.Средняя скорость потока жидкости, способ ее определения.
- •15.Уравнение неразрывности движения капельных и газообразных жидкостей.
- •16.Дифференциальные уравнения движения невязкой и вязкой жидкости.
- •17.Уравнение Бернулли для идеальной жидкости.
- •18.Геометрический и энергетический смысл членов уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости.
- •20.Уравнение Бернулли для газов.
- •21.Уравнение Бернулли для неустановившегося движения.
- •22.Принцип работы дроссельных приборов и пневмометрических трубок.
- •23.Уравнение изменения количества движения, его практическое значение.
- •24.Методы определения скорости витания частиц.
- •26.Особенности ламинарного и турбулентного движения жидкости в трубах.
- •27.Физический смысл числа Рейнольдса и его практическое значение.
- •29.Потери напора на трение в круглой трубе при ламинарном режиме движения.
- •30.Способ определения начального участка ламинарного течения.
- •31.Расчет потерь напора на трение в трубах некруглого сечения.
- •32.Понятие о средней скорости при турбулентном режиме движения.
- •33.Влияние шероховатости труб на величину потерь напора на трение.
- •35.Касательное напряжение при турбулентном движении жидкости.
- •36.Основные группы местных потерь напора.
- •37.Факторы, влияющие на потери напора при резком изменении сечения напора потока.
- •38.Потери напора при постепенном изменении сечения потока (конфузор, диффузор).
- •40.Классификация трубопроводов при гидравлическом расчете.
- •41.Основные задачи гидравлического расчета простого трубопровода.
- •42,43.Расчеты длинных трубопроводов в квадратичной области сопротивления с использованием обобщенных гидравлических параметров.
- •44,45.Уравнение расчета длинных трубопроводов в неквадратичной области сопротивления.
- •46.Расчет трубопроводов при последовательном соединении длинных труб.
- •47.Уравнение расчеты сложных трубопроводов при параллельном соединении труб.
- •48.Особенности расчета коротких труб при их последовательном соединении.
- •49.Расчет газопроводов при низких перепадах давления.
- •50.Особенности гидравлического расчета газопроводов высокого давления.
- •51.Влияние срока эксплуатации труб на их гидравлическое сопротивление.
- •52.Гидравлический расчет трубопроводов при движении в них двухфазных жидкостей.
- •53.Факторы, влияющие на величину увеличения давления при прямом и непрямом гидравлическом ударе.
- •54.Классификация отверстий при гидравлическом расчете истечения.
- •55.Причина сжатия струи на выходе из малого отверстия.
- •58.Особенности гидравлического расчета истечения жидкости через большие отверстия.
- •59.Чем отличается насадок от трубопровода.
- •60.Причины изменения расхода и скорости при истечении жидкости через насадки по сравнению с истечением через отверстие.
- •61.Типы насадок, их применение.
- •62.Схема свободной затопленной струи, ее расчет.
- •63.Основные режимы разрушения незатопленной струи.
- •64.Метод определения границ между режимами распада струи жидкости.
- •65.От чего зависит сила давления струи жидкости на твердые поверхности.
- •66.Факторы, определяющие сопротивление тел, находящихся в потоке.
- •67.От чего зависит сопротивление трения при обтекании плоской пластины.
- •68.Влияние режима движения жидкости в пограничном слое на величину коэффициента сопротивления трения.
- •69.Условие образования вихревого течения. Отрыв пограничного слоя.
- •70.Характер распределения давления при обтекании тела потоком жидкости или газа.
- •71.Факторы, определяющие величину силы сопротивления давления.
- •72.Суммарное сопротивление при обтекании твердого тела.
- •73.Что такое скорость витания и гидравлическая крупность.
- •74.Чем обусловлена необходимость использования методов теории подобия?
- •75.Какие явления называются подобными?
- •76.Условия подобия гидравлических явлений.
- •77.Критерии подобия, их свойства и метод получения.
- •78.Формулировка основных теорем подобия.
- •79.Физический смысл основных критериев подобия.
- •1.Критерий Фруда.
- •4. Критерий гомохронности или критерий Струхаля.
17.Уравнение Бернулли для идеальной жидкости.
Левую часть уравнения Эйлера можно представить в виде:
Аналогично ∂Uy⁄∂t и ∂Uz⁄∂t. При движении в поле силы тяжести x=0, y=0, z=-g.
Получим:
У множим левые и правые части уравнений на dx, dy,dz:
Сложим последние уравнения, считая, что dx/dt, dy/dt, dz/dt – проекции скорости U на оси:
(1)
Слагаемые левой части могут быть представлены как:
U – скорость.
Сумма членов, стоящих в скобках в правой части уравнения (1) представляет собой полный дифференциал давления:
Разделим обе части уравнения на ускорение свободного падения g, и перенеся все его члены в левую часть получим:
Для несжимаемой однородной жидкости, Р= const, сумма дифференциалов может быть заменена дифференциалом суммы:
О тсюда получим уравнение Бернулли:
- Н – гидродинамический напор.
Формулировка уравнения Бернулли: для всех поперечных сечений установившегося потока идеальной жидкости гидродинамический напор остается неизменным.
Гидродинамический напор включает в себя:
- z – нивелирная высота, наз. геометрическим (высотным) напором, представляет собой удельную потенциальную энергию положения в данной точке.
- Р/ρg – напор давления или пьезометрический напор, характеризует удельную потенциальную энергию давления
- (z+P/ρg) – гидростатический (статический) напор, выражает полную удельную потенциальную энергию
- U²/2g – скоростной (динамический напор), характеризует удельную кинетическую энергию.
Уравнение Бернулли явл. частным случаем закона сохранения энергии и выражает энергетический баланс потока.
Пусть для точек, лежащих на оси трубопровода в сечениях 1-1 и 2-2, нивелирные высоты равны z1 и z2. Установим в каждой из этих точек две верт. пьезометрические трубки, у одной из кот. нижний конец загнут навстречу потоку ж.
В прямых верт. трубках ж. поднимается на высоту, отвечающую
гидростатическому давлению в точках их погружения, т.е. эти трубки будут измерять пьезометрический напор. В трубках с нижними концами, направленными навстречу потоку, уровень ж. будет выше, чем в соседних трубках, т.к. эти трубки будут показывать сумму пьезометрического и динамического напоров. Площадь поперечного сечения 2-2 меньше сечения
1 -1. Поэтому скорость жидкости U2 согласно уравнению неразрывности будет больше U1. В любом сечении трубопровода скоростной напор можно измерить по разности показаний установленных трубок. Следовательно, эта разность должна быть больше для 2-2, чем для 1-1. Но из уравнения Бернулли следует, что высота уровня ж. в прямой трубке в 2-2 должна быть меньше соот. высоты в прямой трубке в 1-1 на столько же, насколько скоростной напор в 2-2 больше,, чем в 1-1. (закон сохранения и превращения энергии).
18.Геометрический и энергетический смысл членов уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости.
П ри движении реальных жидкостей начинают действовать силы внутреннего трения, обусловленные вязкостью жидкости и режимом ее движения, а также силы трения о стенки трубы. Эти силы оказывают сопротивление движению жидкости. На преодоление возникающего гидравлического сопротивления должна расходоваться некоторая часть энергии потока. Поэтому общее количество энергии потока по длине трубопровода будет непрерывно уменьшаться вследствие перехода потенциальной энергии в потерянную энергию, затрачиваемую на трение и безвозвратно теряемую при рассеивании тепла в окружающую среду. Для соблюдения баланса энергии, при движении реальной жидкости, в правую часть уравнения Бернулли должен быть введен член, выражающий потерянный напор. Тогда уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости будет иметь вид
hп – потери напора на трение. Этот потерянный напор характеризует удельную энергию, расходуемую на преодоление гидравлического сопротивления при движении реальной ж.
Поток реальной жидкости, ограниченный стенками, имеет неравномерное распределение скоростей по сечению и потери энергии (напора) вдоль потока. Неравномерность распределения скоростей по сечению движущейся вязкой жидкости объясняется торможением потока вдоль стенок из-за действия сил молекулярного сцепления между жидкостью и стенкой. Использование для расчета удельной кинетической энергии средней по сечению скорости приводит к ошибке, которая может быть скорректирована введением поправочного коэффициента α (коэффициента Кориолиса). При турбулентном течении в круглой трубе α = 1,05... 1,15, при ламинарном α =2.
Σhп – суммарные потери на участке 1-2.
После умножения членов на ρg получим
Еп = ρgΣhп – потери удельной энергии.
Все уравнения наз. Уравнением баланса удельных энергий реального потока с учетом потерь. Все члены имеют то же геом. И энергетический смысл, что и уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной ж. Из уравнения следует, что удельная энергия Еп, затраченная на преодоление сил трения, равна изменению полной удельной энергии потока на том же участке.
19.Коэффициент Кориолиса α (коэффициент кинетической энергии) представляет собой отношение действительной удельной кинетической энергии потока к энергии, подсчитанной по средней скорости: