Вопрос 9.
Характер течения жидкости по трубе зависит от свойств жидкости, скорости ее течения, размеров трубы и определяется числом Рейнольдса: Re = pжvD/ђ
pж- плотность жидкости
D–диаметр трубы
v– средняя по сечению трубы скорость течения
ђ – динамическая вязкость
Если число Рейнольдса больше некоторого критического, то движение жидкости турбулентное. Так как число Рейнольдса зависит от вязкости и плотности жидкости. Например, для гладких цилиндрических труб Re= 2300.
Кинематическая вязкость ν является отношением динамической вязкости η к плотности жидкости ρ при той же температуре, т. е. ν = η/ρ
В качестве системной единицы измерения кинематической вязкости в СИ применяют квадратный метр на секунду (м2/сек), в системе СГС - стокс (ст); Соотношение между ними 1Ст = 10-4 м2/с.
10. Формула Стокса.
При движении шарика в вязкой жидкости с небольшой скоростью, когда нет вихрей, сила сопротивления:
F=6πηrν, где r - радиус шарика, ν - его скорость.
Метод Стокса
На высоком цилиндрич.сосуде с исследуемой жидкостью нанесены 2 метки: А и В на расстоянии L. А – соответствует высоте, на которой силы, действующие на шарик, уравновешивают друг друга – движение равномерное.
В – для удобства подсчёта времени.
Бросая шарик известной плотности р и диаметра d отмечают по секундомеру время t прохождения шариком расстояния L между метками.
Тогда вязкость жидкости опред-ся по формуле:
11.Определение вязкости жидкости методом Оствальда.
Одно колено вискозиметра – капиллярная трубка.
Определенный объем жидкости вливают в широкое колено вискозиметра, а затем грушей всасывают жидкость в другое колено так, что ее уровень поднялся чуть выше отметки и далее наблюдаем понижение этого уровня ,засекая время секундомером.
Вязкость исследуемой жидкости равна=Pиссл. Жидкости * tпротекания иссл жидкости/P эталонной жидкости*tпротекания эталонной жидкости и умножить всё это на вязкость эталонной жидкости
Акустика:
12)Условия применимости закона Пуазейля.
Билет № 13. Последовательное соединение трубок, два условия. Вывести формулу для гидравлического соединения последовательно соединенных трубок.
Потери напора(h) – это потери давления, возникающие из-за трения жидкости о стенки трубы, то есть потери энергии потока жидкости.
Расход жидкости (Q)— объём жидкости, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени.
Возьмем несколько труб различной длины, разного диаметра и содержащих разные местные сопротивления, и соединим их последовательно.
2
условия:
1) При подаче жидкости по такому составному трубопроводу от точки М к точке N расход жидкости во всех последовательно соединенных трубах 1, 2 и 3 будет одинаков.
Q1 = Q2 = Q3 = Q
2) Полная потеря напора между точками м и n равна сумме потерь напора во всех последовательно соединенных трубах.
ΣhM-N= Σh1+ Σh2+ Σh3
Эти уравнения определяют правила построения характеристик последовательного соединения труб. Если известны характеристики каждого трубопровода, то по ним можно построить характеристику всего последовательного соединения M-N. Для этого нужно сложить ординаты всех трех кривых.
Гидравлическое соединение проводников(Z) – сопротивление движению жидкостей (и газов) по трубам, каналам и т.д., обусловленное их вязкостью.
При последовательном соединении трубок общее гидравлическое сопротивление равно сумме произведений сопротивлений отдельных трубок.
ZM-N=Z1+Z2+Z3
Вывод формулы.
Q=h/Z (формула Пуазейля в форме закона Ома)
Q=const
h1=Q*Z1
h2=Q*Z2
h3=Q*Z3
hM-N=h1+h2+h3= Q*Z1+ Q*Z2+ Q*Z3=Q(Z1+Z2+Z3)
ZM-N=hM-N/Q=Q(Z1+Z2+Z3)/Q= Z1+Z2+Z3
Билет № 14. Параллельное соединение трубок, два условия. Вывести формулу для гидравлического соединения параллельно соединенных трубок.
Потери напора(h) – это потери давления, возникающие из-за трения жидкости о стенки трубы, то есть потери энергии потока жидкости.
Расход жидкости (Q) — объём жидкости, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени.
Возьмем несколько труб различной длины, разного диаметра и содержащих разные местные сопротивления, и соединим их параллельно.
1) Расход жидкости в основной магистрали (до разветвления и после слияния) равен сумме расход жидкости в каждой трубке:
Q=Q1+Q2+Q3
2) Суммарные потери напора в каждом из трубопроводов равны разности полных напоров в точках M и N:
Σh1 = HM - HN; Σh2 = HM - HN; Σh3 = HM - HN
Σh1= Σh2= Σh3
Следовательно, потери напора в параллельных трубопроводах равны между собой.
Для построения характеристики параллельного соединения нескольких трубопроводов следует сложить абсциссы (расходы) характеристик этих трубопроводов при одинаковых ординатах (Σh).
Гидравлическое соединение проводников(Z) – сопротивление движению жидкостей (и газов) по трубам, каналам и т.д., обусловленное их вязкостью.
При параллельном соединении проводников общее гидравлическое сопротивление равно
ZM-N=1/Z1+1/Z2+1/Z3
Вывод формулы.
Q=h/Z (формула Пуазейля в форме закона Ома)
h=const
Q1=h/Z1
Q2=h/Z2
Q3=h/Z3
QM-N=Q1+Q2+Q3=h/Z1+ h/Z2+ h/Z3=h/(1/Z1+1/Z2+1/Z3)
ZM-N=h/QM-N=h/(h/(1/Z1+1/Z2+1/Z3))= 1/Z1+1/Z2+1/Z3
Акустика15. Закон Гука. Модуль упругости.
Гук установил связь между силой упругости и упругой деформацией тела (при малых деформациях)
Fупр=k*∆l, где Fупр – модуль силы упругости, возникающей в теле при деформации (Н); Δl – абсолютное удлинение тела (м). Коэффициент k называется жесткостью тела – коэффициент пропорциональности между деформирующей силой и деформацией в законе Гука.
Закон Гука для одностороннего растяжения (сжатия) формулируют так:
сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению этого тела.
Модуль упругости - коэффициент, характеризующий сопротивление материала растяжению/сжатию.
Модуль упругости численно равен механическому напряжению, при котором длина образца изменяется в два раза.