Контрольные вопросы
1. От каких характеристик потока зависит режим движения жидкости?
2. В чем состоит отличие турбулентного движения от ламинарного движения?
3. Поясните физический смысл и практическое значение критерия Рейнольдса?
4. Как распределяются скорости по сечению потока при ламинарном движении жидкости? Каково соотношение между максимальной и средней скоростями?
5. Как распределяются скорости по сечению потока при турбулентном движении жидкости? Каково соотношение между максимальной и средней скоростями?
6. При каком режиме имеет место большая неравномерность скоростей?
7. Что такое абсолютная шероховатость?
8. Дайте понятие относительной шероховатости.
9. Объясните понятие гидравлически гладкие трубы.
10. Объясните понятие гидравлически шероховатые трубы.
Тема 8: Гидравлические сопротивления. Потери напора
Источник гидравлических сопротивлений. Виды гидравлических сопротивлений. Факторы, влияющие на гидравлические сопротивления.
Виды потерь напора. Принцип суперпозиции при определении потерь напора. Общая структура формулы, выражающей потери напора.
Местные потери напора. Коэффициент местного сопротивления.
Потери напора на трение по длине канала. Коэффициент гидравлического трения, его физический смысл.
Определение коэффициента гидравлического трения в случае ламинарного режима движения жидкости, его зависимость от геометрического фактора.
Определение коэффициента гидравлического трения в случае турбулентного режима движения жидкости, его зависимость от относительной шероховатости поверхности канала и числа Рейнольдса.
При изучении материала этой темы необходимо усвоить общую структуру формулы для определения потерь напора. Знать диапазоны изменения числа Рейнольдса, в которых применимы разные виды формул для коэффициента гидравлического трения. Изучить особенности определения коэффициента гидравлического трения в области гидравлически гладких труб, в области гидравлически шероховатых труб и в области автомодельности.
1. Что является причиной возникновения гидравлических сопротивлений?
2. Какие существуют виды потерь напора?
3. Какие факторы влияют на гидравлические сопротивления?
4. Какой формулой выражаются потери напора на местных сопротивлениях?
5. Какой формулой выражаются потери напора по длине потока?
6. Объясните физический смысл коэффициента гидравлического сопротивления.
7. Объясните физический смысл коэффициента гидравлического трения.
8. Чему равен коэффициент гидравлического трения при ламинарном режиме движения жидкости?
Тема 9: Местные гидравлические сопротивления (частные случаи)
Условия возникновения местных гидравлических сопротивлений. Местные потери напора.
Внезапное расширение канала. Характер течения при внезапном расширении канала. Формула Борда для определения потерь напора при внезапном расширении канала. Истечение под уровень в резервуар большого размера.
Диффузоры. Характер движения жидкости в диффузоре. Полная потеря напора в диффузоре. Потери на трение и вихреобразование. Степень расширения диффузора. Оптимальный угол конусности диффузора. Коэффициент смягчения.
Внезапное сужение канала. Характер течения при внезапном сужении канала. Формула Идельчика для определения коэффициента гидравлического сопротивления при внезапном сужении канала.
Конфузоры. Характер движения жидкости в конфузоре. Потеря напора в конфузоре.
Потери напора в колене и отводе.
При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что является причиной возникновения местных потерь в канале. Изучить предельные случаи потерь напора при внезапном расширении и внезапном сужении канала. Знать особенности движения жидкости в диффузорах и конфузорах.
Контрольные вопросы
1. Какие сопротивления называют местными?
2. Как определить потери напора при внезапном расширении трубопровода?
3. В каком сечении берется средняя скорость, входящая в формулу потерь при внезапном расширении трубопровода?
4. Как определить потери напора при внезапном сужении трубопровода?
5. В каком сечении берется средняя скорость, входящая в формулу потерь при внезапном сужении трубопровода?
6. В чем отличие колена от отвода?
7. В чем состоит принцип суперпозиции при определении потерь?
Тема 10: Истечение жидкости через отверстия, насадки
Выражение для скорости истечения через отверстия, насадки. Коэффициент скорости истечения, его физический смысл, связь с коэффициентом гидравлического сопротивления и коэффициентом Кориолиса.
Расход жидкости при истечении через отверстия, насадки. Коэффициент сжатия струи. Коэффициент расхода, его физический смысл, связь с коэффициентами скорости истечения и сжатия струи.
Сжатие полное, неполное, совершенное, несовершенное. Влияние вида сжатия на коэффициент сжатия струи.
Малые и большие отверстия, отверстия в толстой и тонкой стенке: характер движения жидкости, коэффициенты скорости истечения, сжатия струи, гидравлического сопротивления и расхода.
Цилиндрический внешний насадок, цилиндрический внутренний насадок, конический сходящийся насадок, конический расходящийся насадок, коноидальный насадок: характер движения жидкости, коэффициенты скорости истечения, сжатия струи, гидравлического сопротивления и расхода.
При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что является основой для вывода формул для расхода и скорости при истечении жидкости через отверстия и насадки. Знать, как изменяются расход и скорость при истечении жидкости через цилиндрический насадок по сравнению с истечением ее из круглого отверстия того же диаметра и под тем же напором. Изучить характер движения жидкости в зависимости от вида отверстия и насадка.
Контрольные вопросы
1. Что такое коэффициент скорости истечения?
2. Что такое коэффициент расхода?
3. Каков физический смысл коэффициента сжатия струи?
4. В каком случае сжатие струи называется неполным, несовершенным?
5. Как неполнота и несовершенство сжатия влияют на коэффициент расхода?
6. Как связаны между собой коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости истечения и расхода?
7. Назовите виды насадков.
8. Назовите виды отверстий.
9. Какое влияние оказывает вязкость жидкости на истечение из отверстий и насадков?
Тема 11: Типы трубопроводов
Простые и сложные трубопроводы.
Гидравлически длинные и гидравлически короткие трубопроводы.
Трубопроводы разветвленные и кольцевые: схемы, преимущества и недостатки.
Трубопроводы с насосной подачей разомкнутые и замкнутые: схемы, преимущества и недостатки, особенности расчета.
Трубопроводы с непрерывной раздачей жидкости.
При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что. Знать области применения трубопроводов различного типа. Изучить особенности определения потерь напора в гидравлически длинных и гидравлически коротких трубопроводах.
Контрольные вопросы
1. Какие трубопроводы называют простыми и сложными?
2. Назовите особенности расчета гидравлически коротких трубопроводов.
3. Назовите особенности расчета гидравлически длинных трубопроводов.
4. Какие трубопроводы относят к гидравлически длинным?
5. Какие трубопроводы относят к гидравлически коротким?
6. Назовите преимущества и недостатки тупиковых и кольцевых трубопроводов.
7. Приведите схему трубопровода с насосной подачей жидкости.
8. В чем особенность расчета трубопровода с непрерывной раздачей жидкости?
Тема 12: Аналитический расчет простого трубопровода
Задача первого типа: известные параметры, определяемый параметр. Потребный напор. Уравнение для определения потребного напора для гидравлически короткого трубопровода. Уравнение для определения потребного напора в случае гидравлически длинного трубопровода постоянного сечения. Уравнение для определения потребного напора в случае гидравлически длинного трубопровода переменного сечения. Замыкающие уравнения. Расходная характеристика. Потери напора на трение, выраженные через расходную характеристику. Уравнение для определения потребного напора в случае гидравлически длинного трубопровода постоянного сечения с использованием расходной характеристики. Уравнение для определения потребного напора в случае гидравлически длинного трубопровода переменного сечения с использованием расходной характеристики.
Задача второго типа: известные параметры, определяемый параметр. Метод последовательных приближений при начальном задании режима движения жидкости. Замыкающие уравнения.
Задача третьего типа: известные параметры, определяемый параметр. Метод последовательных приближений при начальном задании режима движения жидкости. Замыкающие уравнения.
При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что метод расчета определяется типом трубопровода и типом задачи. Знать, что вид уравнения для определения потребного напора зависит от для заданного типа трубопровода и типа задачи. Изучить метод последовательных приближений.
1. Какие параметры трубопровода необходимо определить в задаче каждого типа?
2. Изложите методику решения задач первого типа.
3. Изложите методику решения задач второго типа.
4. Изложите методику решения задач третьего типа.
5. Что называется расходной характеристикой трубопровода?
6. При решении задач какого типа используют метод последовательного приближения?