Выполнил: студент группы 04-СУ-2 КСФ Калинин П. А.

Ответы на контрольные вопросы к лабораторной работе №1.

"Определение основных характеристик потока".

1. Вопрос: Дайте определение вязкости жидкости.

О.: Вязкость – это свойство жидкости сопротивляться деформации сдвига, т. е. относительному смещению ее слоев.

2. В: Назовите характеристики вязкости, их размерность и связь между ними.

О: Характеристиками вязкости являются динамический  и кинематический  коэффициенты, которые связаны между собой соотношением:где ρ – плотность жидкости. Единицей динамического коэффициента вязкости является Па·с, а кинематического коэффициента – м²/с.

3. В: Как изменяется вязкость капельных жидкостей и газов при изменении температуры и давления.

О: При повышении температуры вязкость капельной жидкости уменьшается, а вязкость газов увеличивается. Вязкость жидкости зависит также от давления, но эта зависимость заметно проявляется при больших изменениях давления.

4. В: Что называется расходом жидкости и каковы единицы его измерения?

О: Расходом называется количество жидкости, протекающее через незамкнутую поверхность в единицу времени. Если это количество измеряется в единицах объема, то расход называется объемным и измеряется в м³/с или в л/с.

5. В: Дайте определение средней скорости потока.

О: Средняя скорость потока – это такая условная, постоянная для всех точек сечения скорость v_ср , при которой расход жидкости через это сечение будет таким же, как и при действительном распределении скоростей частиц жидкости в данном сечении.

6. В: Какое различие между установившимся и неустановившимся движением жидкости?

О: Установившимся называют такое движение, при котором скорости частиц жидкости в любой точке пространства не изменяются во времени. При неустановившемся движении скорости частиц в точках пространства изменяются во времени.

7. В: В чем состоит отличие ламинарного режима от турбулентного?

О: При ламинарном режиме частицы жидкости движутся упорядоченно, образуя слоистое течение. При турбулентном режиме частицы, наряду с основным движением по некоторому преимущественному направлению, перемещаются из слоя в слой (происходит перемешивание частиц), их мгновенные скорости резко изменяются по величине и направлению.

8. В: Перечислите факторы, от которых зависит режим течения жидкости.

О: На режим движения жидкости оказывают влияние следующие факторы: вязкость жидкости  , плотность ρ, характерный линейный размер потока l и средняя скорость v_ср .

9. В: В чем смысл числа Рейнольдса?

О: Число Рейнольдса является критерием, определяющим режим движения жидкости.

10. В: Какова связь между полным, статическим и динамическим давлением?

О: Динамическое давление есть разность полного и статического давлений.

11. B: Как связано динамическое давление со скоростью напора?

О: Динамическое давление пропорционально квадрату скорости напора.

12. В: Каковы причины неравномерного распределения скорости в поперечном сечении потока реальной жидкости?

О: Вблизи стенок канала, вследствие вязкости, жидкость движется медленнее, чем на удалении. На самой стенке скорость равна нулю, т. е. частицы прилипают. Закон распределения скоростей зависит от режима движения жидкости.

13. В: Что представляет собой коэффициент кинетической энергии (коэф-нт Кориолиса)?

О: Коэффициент кинетической энергии представляет собой отношение кинетической энергии в сечении потока при истинных скоростях v к кинетической энергии в том же сечении, вычисленной по средней скорости v_ср.

Ответы на контрольные вопросы к лабораторной работе №2.

"Экспериментальная иллюстрация уравнения Бернулли".

1. Вопрос: Перечислите формы механической энергии движущейся жидкости.

Ответ: Механическая энергия движущейся жидкости может иметь три формы:

• потенциальную энергию положения ;

• потенциальную энергию давления ;

• кинетическую энергию

2. В: Дайте определение удельной энергии жидкости и напора.

О: Удельная энергия (напор) – это энергия, отнесенная к единице веса жидкости.

3. В: В чем отличие в записи уравнения Бернулли для элементарной струйки идеальной и реальной жидкости.

О: При описании потока реальной жидкости скорости берутся средними по сечениям, в связи с чем вводится поправочный коэффициент α.

4. В: Энергетический и геометрический смысл уравнения Бернулли и входящих в него членов.

О: Запишем уравнение Бернулли в двух видах

1.

Здесь – удельная кинетическая энергия,

–удельная потенциальная энергия положения, энергетический смысл.

–удельная потенциальная энергия положения.

–полная удельная энергия потока.

2.

Здесь– скоростной напор,

–геометрический напор, геометрический смысл.

–пьезометрический напор.

–полный гидродинамический напор.

5. В: Физический смысл коэффициента кинетической энергии α.

О: Коэффициент кинетической энергии α учитывает влияние неравномерности распределения скоростей по живому сечению потока на его кинетическую энергию.

6. В: Что представляет собой напорная и пьезометрическая линия?

О: Напорная линия – это линия, ординаты которой относительно плоскости сравнения равны полному напору H.

Пьезометрическая линия ­– линия, ординаты которой равны величине потенциального напора

7. В: Какой характер имеет напорная линия для потока идеальной и реальной жидкости?.

О: Для идеальной жидкости линия полного напора будет параллельна плоскости сравнения. Для реальной жидкости эта линия всегда понижается по течению, поскольку при преодолении гидравлических сопротивлений происходит потеря напора.

8. В: Как можно измерить полный, пьезометрический, скоростной напор жидкости?

О: Полный напор может быть определен с помощью трубки Пито. Пьезометрический напор измеряется высотой столба жидкости в пьезометре, подключенном к рассматриваемому сечению. Разность показаний трубки Пито и пьезометра, установленных в одном и том же сечении потока, равна местному скоростному напору.

Ответы на контрольные вопросы к лабораторной работе №4.

«Определение коэффициентов гидравлического трения трубопровода и коэффициентов местных потерь напора».

1. Вопрос: Что называется потерей напора на преодолении гидравлических сопротивлений?

Ответ: Потерей напора называется уменьшение полной удельной энергии на участке между двумя сечениями потока.

2. В.: Назовите два вида потерь напора.

О.: Различают два вида гидравлических потерь: потери напора на трение по длине и местные потери напора.

3. В.: Напишите формулу для определение потерь напора на трение по длине.

О.:

где λ – безразмерный коэффициент гидравлического трения,

l – длина участка трубы, на котором определяются потери напора,

d – внутренний диаметр трубы,

v – средняя скорость потока,

g – ускорение свободного падения.

4. В.: Отчего зависит коэффициент гидравлического трения λ в общем случае?

О.: Коэффициент λ в общем случае зависит от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости стенок трубы.

5. В.: Дать определение эквивалентной шероховатости.

О.: Эквивалентная шероховатость это равномерно-зернистая шероховатость, которая по, гидравлическому сопротивлению равноценна естественной абсолютной шероховатости.

6. В. Какие существуют зоны сопротивления при движении жидкости в трубах? От чего зависит коэффициент λ в каждой зоне?

О.:

Зона 1 вязкостного сопротивления	Зона 2 гидравлически гладких труб	Зона 3 доквадратичного сопротивления	Зона 4 квадратичного сопротивления

7. В. Какой степени скорости пропорциональна потеря напора по длине для различных зон сопротивления?

О.:

Зона 1 вязкостного сопротивления	Зона 2 гидравлически гладких труб	Зона 3 доквадратичного сопротивления	Зона 4 квадратичного сопротивления
hдл ~ V	hдл ~ V^1,75	hдл ~ V^(1,75÷2,0)	hдл ~ V^2

8. В. Чем объясняется возрастание гидравлического сопротивления при переходе от ламинарного режима к турбулентному?

О.: Переход потока в турбулентный режим приводит к сильному возрастанию сопротивления, что связано с увеличением напряжений трения. При этом основная часть сопротивления создается так называемыми турбулентными, касательными напряжениями, возникающими из-за поперечных перемещений (беспорядочного перемешивания) частиц жидкости.

9. В. От чего зависит степень влияния шероховатости труб на гидравлическое сопротивление при турбулентном режиме?

О.: Степень влияния шероховатости стенок трубы на гидравлическое сопротивление при турбулентном режиме зависит от соотношения толщины ламинарного подслоя 8Л и абсолютной шероховатости Д. По характеру этого влияния различают три зоны турбулентного режима.

10. В. Почему формула Альтшуля называется универсальной? Для каких зон сопротивления она применима?

О.: Формула Альтшуля является универсальной т.к. она учитывает влияние и шероховатости, и числа Рейнольдса. Она применима для зон турбулентного движения – 2, 3, 4.

11. В. Напишите формулу для определения местных потерь напора.

О.:

12. В. От чего зависит коэффициент местного сопротивления ζ_м при ламинарном и турбулентном движении?

О.: Величина коэффициента в ζ_м общем случае зависит от конфигурации местного сопротивления, режима движения жидкости и числа Рейнольдса. В турбулентных потоках при достаточно больших значениях числа Re влияние последнего на коэффициенты ζ_м незначительно, поэтому в практических расчетах при турбулентном режиме их значения считают зависящими только от вида местного сопротивления и независящими от Re.

В области ламинарного течения коэффициенты ζ_м зависят и от геометрической формы местного сопротивления, и от числа Re.

13. В. Дайте определение эквивалентной длины местного сопротивления.

О.: Эквивалентная длина - длина прямого участка трубопровода, на которой потеря напора на трение h_дл равна местной потере напора h_м, вызываемой данным местным сопротивлением.

14. В. Как определяются потери напора опытным путем?

О.: Экспериментально потери напора на трение по длине в трубопроводе постоянного диаметра можно определить непосредственно по показанию дифференциального манометра, подключенного к соответствующим сечениям:

постоянное сечение

переменное сечение

Ответы на контрольные вопросы к лабораторной работе №6.