Кинематика и динамика жидкости

Физические свойства жидкости

 

1. Основные физические свойства жидкостей?

2. Что подразумевается под жидкостью в механике жидкости и газа?

Основные свойства капельных жидкостей?

Что подразумевается под сплошностью среды?

3. Какая связь существует между плотностью и удельным весом жидкостей?

Какова размерность плотности и удельного веса? В каких единицах измеряется плотность и удельный вес в системе СИ?

4. Силы, действующие на жидкость?

5. Что такое коэффициент объемного сжатия жидкости? Какова его размерность? Какая связь коэффициента объемного сжатия с модулем объемной упругости? Какова его размерность? Что такое коэффициент температурного расширения? Какова его размерность? Их интегральные и дифференциальные формы?

 

6. Каково общее свойство капельных и газообразных жидкостей и что является их отличительным признаком?

7. Что называется вязкостью жидкости? В чем состоит сущность закона вязкости Ньютона? Какие коэффициенты характеризуют вязкость жидкости?

8. Что такое коэффициент динамической вязкости? Какова его размерность?

Какая связь существует между коэффициентами динамичес­кой и кинематической вязкости? В каких единицах измеряется динамическая и кинематичес­кая вязкость в системе СИ?

9. Какая связь существует между кинематической и динамичес­кой вязкостью с плотностью и температурой воды?

10. Какие жидкости относятся к аномальным? В чем отличие аномальных жидкостей от ньютоновских?

13. Кипение жидкости? Кавитация?

14. От чего зависит растворимость газов в жидкости? Что такое коэффициент растворимости? При каких условиях происходит выделение газа из жид­кости? Закон Генри-Дальтона?

15. Объясните явление кавитации в жидкости?

Какая жидкость называется идеальной?

15.1. Явление поверхностного натяжения, силы и коэффициент поверхностного натяжения?

15.2. Основные газовые законы?

Гидростатика

16. Напряжения поверхностных сил? Определение гидростатического давления. Какими свойствами обладает гидростатическое давление? В каких единицах измеряется давление?

Основная теорема гидростатики.

18. Основное условие равновесия жидкости. Границы изменения давления?

19. Поверхности равного давления. Что представляет собой поверхность уровня в поле сил тяжести? Свободная поверхность жидкости?

20. Основное уравнение гидростатики (различные формы). Закон распределения гидростатического давления в поле силы тяжести.

21. Абсолютное и избыточное давление, вакуум?

22. Схемы измерения избыточного давления и вакуума?

23. Геометрическая интерпретация основного уравнения гидростатики. Что называется пьезометрическим и гидростатическим напо­рами, приведенной, пьезометрической и вакуумметрической высотами?

24. Закон Паскаля. Гидростатический парадокс.

25. Как определять результирующую силу гидростатического давления покоящейся жидкости на плоскую поверхность? Что такое центр давления?

26. Закон Архимеда.

26.1. Давление жидкости на стенки труб и резервуарах. Формула Мариотта (или котельная формула).

 

Кинематика и динамика жидкости

27. Что изучает кинематика и динамика жидкости? В чем различие между установившимся и неустановившимся движением жидкости?

Мгновенная местная скорость, поле скоростей. Что представляет собой линия тока и траектория движения? В чем различие? Что называется трубкой тока, элементарной струйкой и ка­ковы их свойства? Поток жидкости.

28. Гидравлическое уравнение изменения количества движения для потока жидкости?

29. Что называется живым сечением, смоченным периметром и гидравлическим радиусом, эквивалентным гидравлическим диаметром?

30. Что называется средней скоростью потока и расходом? Уравнение неразрывности (сплошности) потока (для сжимаемой и несжимаемой жидкости). Какой закон физики лежит в основе уравнения неразрывности?

31. Равномерное и неравномерное, плавноизменяющееся и резкоизменяющееся, напор­но­е и безнапорное движения жидкости.

32. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой жидкости и поясните величины, входящие в него. Чем отличается уравнение Бернулли для потока реальной жидкости от уравнения Бернулли для элементарной струйки?

33. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Геометрическая и энергетическая интерпретация слагаемых, входящих в уравнение Бернулли? Какие существуют ограничения для применения уравнения Бернулли?

34. Что такое пьезометрический и скоростной напор? Физический смысл коэффициента Кориолиса в уравнении Бернулли. Что называется полным напором?

35. Пьезометрический и гидравлический уклоны.

Средний пьезометрический и гидравлический уклоны. Когда они равны между собой?

36. Чем отличается уравнение Бернулли для газа от уравнения Бернулли для несжимаемой жидкости?

37. Приведите примеры практического применения уравнения Бер­нулли.

В чем состоит принцип работы трубы Вентури, трубки Пито-Прандтля?

38. Режимы движения жидкости. Их характерные особенности? Какие физические свойства жидкости и характеристики по­тока влияют на режимы движения жидкости?

Каким критерием оцениваются режимы движения жидкости?

В каких случаях практики наблюдаются эти режимы течение?

 

39. Как определяется граница между ламинарным и тур­бу­лент­ным режимами? Что такое число Рейнольдса, в чем его физический смысл и практическое значение? Смысл верхнего и нижнего критического значения чисел Рейнольдса. Характер зависимости коэффициента гидравлического трения технических трубопроводов от числа Рейнольдса?

40. Гидравлическое уравнение изменения количества движения для потока жидкости.

 

41. Гидравлические сопротивления. Гидравлические потери напора. Формула определения потерь напора по длине тру­бопровода?

42. Что такое коэффициент гидравлического трения. Фор­мула для определения коэффициента гидравлического трения при ламинарном движении жидкости?

43. Что такое пульсация скорости? Отличие осредненной местной скорости и местной скорости в данном живом сечении. Формула для определения потери напора по длине при турбулентном течении в трубах?

43. Какие трубы называются гидравлически гладкими и гидрав­ли­чески шероховатыми? Двухслойная модель турбулентного потока.

Что такое абсолютная, относительная и эквивалентная шероховатости?

44. Приведите формулы для расчета l гидравлически гладких труб, а также для случаев, когда l зависит только от шероховатости. От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном движении; по каким формулам его можно определить?

44. Зоны сопротивления при равномерном квазиустановившемся турбулентном течении жидкости в трубах. Отличия вида кривых в трубах с равнозернистой и технической шероховатостью.

45. Показатели степени при в формулах для определения потерь по длине при ламинарном и в различных областях при турбулентном течении жидкости в трубах.

46. Местные сопротивления, их виды. Общая формула нахождения потери напора в местных сопротивлениях? Формула Борда?

47. Влияние числа Рейнольдса на величину местных сопротивлений. Взаимное влияние местных сопротивлений.

48. По какой формуле определяются местные потери? Физи­чес­кий смысл потерь на местном сопротивлении? Как выражаются потери напора при внезапном расширении трубопровода? В каких случаях коэффициенты местных сопротивлений можно находить теоретическим путем?

 

49. Классификация трубопроводов. Основные задачи при гидравлических расчетах трубопроводов.

50. Что называется насосом? Принципиальная схема центробежного насоса. Основные характеристики насоса. Геометрическая и вакууметрическая высоты всасывания насоса. Напор, давление и мощность насоса, кавитационный запас.

51. Основные элементы систем водо- и теплоснабжения. Уравнения модели потокораспределения. Постановка задачи потокораспределения в форме системы уравнений.

52. Истечение жидкости из отверстий и насадков. Что понимается под тонкой стенкой, малым отверстием, боль­шим отверстием? Какими особенностями характеризуется истечение через малое отверстие в тонкой стенке? Формула определения расхода при истечении из отверстия.

53. Виды сжатия струи при истечении из отверстия в тонкой стенке.

Что такое коэффициент сжатия струи? Формула определения скорости при истечении из отверстия.

Какими коэффициентами характеризуется истечение жидкости из отверстий и какова между ними аналитическая связь?

54. Чем отличается формула расхода жидкости для незатоп­лен­ного и затопленного отверстий? Что учитывает коэффициент расхода при истечении из отверстия?

55. Истечение через насадки при постоянном напоре. Как изменяется расход и скорость при истечении жидкости через наружный цилиндрический насадок по сравнению с истечением ее из малого круглого отверстия того же сечения в тонкой стенке сосуда? Какое влияние оказывает напор на величину коэффициента расхода при истечении через цилиндрические насадки?

56. Какое влияние оказывает вязкость на истечение из отверстий и насадков?

Как влияет на расход жидкости затопление отверстия?

 

57. Что называется затопленной струей? Какая связь существует между коэффициентами сопротивления, сжатия струи, скорости и расхода при истечении из отверстий?

58. Какова причина увеличения расхода при истечении через наружный цилиндрический насадок (по сравнению с отверстием в тонкой стенке)?

Примеры использования насадков в технике? Чему равен вакуум в наружном цилиндрическом насадке?

59. Что называется насадком и типы насадков? При каких условиях образуется сжатое сечение и на каком удалении от входа? Чему равен в насадках коэффициент сжатия струи?

60. Что такое предельное (критическое) значение напора при истечении жидкости через насадки и почему действительное значение меньше критического?

61. Назовите область применения цилиндрических насадков и дай­те им краткую характеристику. Каковы значения вакуумметрической высоты во внешнем цилиндрическом насадке? При каких предельных значениях напора для такого насадка может нарушиться его нормальная работа?

 

62. Безнапорное движением жидкости в русле. Классификации безнапорных потоков. Призматические русла. Особенности равномерного течения воды в каналах? Нормальная (бытовая) глубина. Основные расчетные зависимости каналов.

63. Неравномерное течение жидкости в русле? Типы свободной поверхности возможны при неравномерном безнапорном течении в каналах?

64. Расчетные формулы при расчете равномерного течения воды в безнапорном канале. Какие задачи решаются при расчете равномерного течения жидкости в канале?

64. Безнапорное неравномерное установившееся движение жидкости. Критическая глубина, уравнение для ее определения. Критерии для определения состояния потока.

65. Допустимые скорости движения жидкости в трубах и каналах. Гидравлическая крупность. Минимальные уклоны прокладки трубопроводов.

66. Расчет каналов замкнутого сечения. Степень наполнения. Формула расчета.

67. Водосливы, основные понятия. Основные формулы для расчета.

68. Движения жидкости в пористых средах. Основные понятия (пористость, напорный и безнапорный поток, фильтрационный поток и скорость фильтрационного потока).

68. Основной закон фильтрации. Коэффициент фильтрации, его физический смысл. Критическое число Рейнольдса.

69. Основное дифференциальное уравнение неравномерного безнапорного фильтрационного потока.

70. Схемы совершенных и несовершенных колодцев (основные понятия). Водопоглощающие скважины и шахтные колодцы.

71. Гидравлический удар в трубопроводах. Этапы гидравлического удара. Фаза удара и период колебания масс.

72. Формула повышения давления при гидроударе (Жуковского), фронт ударной волны, скорость распространения ударной волны. Прямой и непрямой гидравлический удары. Способы гашения гидравлического удара.

73. Чем отличается физическое, аналоговое и численное моделирование? Виды подобия. Какие гидравлические явления называются гидродинамически подобными?

74. Понятие критерия подобия. Какой критерий подобия требуется выполнить для полного динамического подобия двух гидравлических явлений?

75. Какой критерий динамического подобия используется для моделирования гидравлического явления с преобладанием сил земного тяготения? Запишите

Критерий динамического подобия в случае преобладания сил трения.

76. Как отличаются формулы перерасчета средних скоростей течения с модели на натуру, если моделирование велось по критериям Фруда и Рейнольдса соответственно?

77. Сформулируйте - теорему. Является ли - теорема универсальным средством для правильного моделирования гидравлических явлений?

78. Теплопередача: теплопроводность, конвекция и излучение. Уравнение Фурье, Ньютона. Приведенное сопротивление теплопередачи.

79. Воздухопроницаемость наружных ограждений. Гравитационное и ветровое давление. Воздухопроницаемость строительных материалов.

80. Влажностный режим ограждающих конструкций. Факторы, оказывающие влияния на появление влаги. Виды влаги. Паропроницаемость ограждений.