- •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.
1.Основные свойства жидкостей и единицы их измерения.
Ж идкость – агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого состояния и газообразного. Жидкость имеют определенный объем, но форма этого объема легко изменяется под действием внешних сил. Жидкости отличаются от твердых тел легкой подвижностью частиц, т.е. текучестью.
П о мех. свойствам жидкости разделяются на два класса: малосжимаемые (капельные) и сжимаемые (газообразные). Капельные жидкости обладают большим сопротивлением сжатию и совершенно малым сопротивлением растягивающим и касательным усилиям. Капельные жидкости обладают вполне определенным объемом, который практически не изменяется под действием сил. Газы, занимая все предоставленное им пространство, могут значительно изменять объем, сжимаясь или расширяясь под действием сил, т.е. газы легко изменяют как объем, так и форму.
К основным физическим параметрам жидкости относятся: плотность и удельный вес, сжимаемость и температурное расширение, вязкость и поверхностное натяжение.
Плотностью ρ называется масса жидкости, заключенная в единице объема, кг/м3: ρ=m/W
W – объем,
m – масса жидкости, кг.
Удельный вес γ- вес единицы объема жидкости, Н/м3:
γ = G/W = mg/W=ρg
При нагревании жидкость расширяется. Для характеристики расширения вводят коэффициент температурного расширения, град-1:
W – первоначальные объем,
ΔW – изменение объема при изменении температуры Δt, °С.
К оэффициент сжатия характеризует свойство жидкости изменять свой объем под действием давления, Па-1:
ΔP – изменение давления, вызывающее изменение объема ΔW.
Модуль упругости - величина, обратная коэффициенту сжатия, Па:
Вязкость - свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу. Все реальные жидкости обладают вязкостью, которая проявляется в виде трения при относительном перемещении частиц.
На рисунке показано распределение скоростей при течение жидкости вдоль плоской стенки.
ΔU – абсолютное приращение скорости
Δy – расстояние между слоями
Наряду с понятием абсолютной или динамической вязкости, в гидравлике находит применение понятие кинематической вязкости ν, представляющей собой отношение динамической вязкости к ее плотности:
С увеличением температуры от 0 до 100°С вязкость воды уменьшается почти в 7 раз. При температуре 20°С динамическая вязкость воды равна 0,001 Па ·с.
Поверхностное натяжение жидкостей. Молекулы жидкости, расположенные на границе раздела фаз, находятся в условиях, отличных от условий нахождения молекул внутри жидкости. Внутри объема жидкости молекулы окружены со всех сторон такими же молекулами, на поверхности - лишь с одной стороны. Поэтому энергия поверхностных молекул отличается от энергии молекул внутри жидкости на величину, называемую поверхностной энергией
σ – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м.
В зависимости от величин коэффициентов поверхностного натяжения на границе раздела фаз существуют смачивающие (0 = 0...900) и не смачивающие (0 > 90°) жидкости. Поверхностное натяжение зависит от химической природы жидкости и температуры, уменьшаясь с увеличением температуры.
2.Аномальная (неньютоновская) – жидкость, движение которой не подчиняется закону Ньютона. К аномальным жидкостям можно отнести строительные и глинистые растворы, нефтепродукты при температуре, близкой к температуре застывания, коллоидные растворы.
Чтобы привести такие жидкости в движение, необходимо приложить некоторое усилие. Движение неньютоновских жидкостей начинается только после того, как касательные напряжения в них достигнут некоторого предельного значения: при меньших касательных напряжениях эти жидкости не текут, а испытывают только упругие деформации, как твердые тела. Таким образом, в аномальных жидкостях сила трения возникает еще в покоящихся, но уже стремящихся прийти в движение жидкостях. Вязкость аномальных жидкостей (так называемая структурная вязкость), при заданных температуре и давлении, непостоянная.
Под идеальной (невязкой) жидкостью понимают воображаемую жидкость, обладающую абсолютной подвижностью, т.е. лишенную вязкости, а также абсолютно несжимаемую, не расширяющуюся с изменением температуры, абсолютно неспособную сопротивляться разрыву. Таким образом, невязкая жидкость представляет собой некоторую модель реальной жидкости.
Реальные жидкости - жидкости, обладающие:
- сжимаемостью;
- сопротивлением растягивающим и сдвигающим усилиям; - вязкостью.
Ньютоновская жидкость - вязкая жидкость, подчиняющаяся при своём течении закону вязкого трения Ньютона. Для прямолинейного ламинарного (слоистого) течения этот закон устанавливает наличие линейной зависимости (прямой пропорциональности) между касательным напряжением τ в плоскостях соприкосновения слоев жидкости и производной от скорости течения υ по направлению нормали n к этим плоскостям.