Тема 6: Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкостей

Удельная энергия. Закон сохранения удельной энергии вдоль потока жидкости. Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости. Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли. Скоростной напор. Энергетическая интерпретация уравнения Бернулли. Удельная потенциальная энергия положения. Удельная потенциальная энергия давления. Удельная потенциальная энергия. Удельная кинетическая энергия.

Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости. Потерянный напор между вышерасположенным и нижерасположенным по потоку сечениям.

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Коэффициент Кориолиса. Физический смысл коэффициента Кориолиса.

Напорная линия. Гидравлический уклон. Пьезометрическая линия. Пьезометрический уклон.

При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что гидравлический уклон всегда положителен.. Знать составляющие удельной потенциальной энергии. Изучить правила выбора сечений и плоскости сравнения при записи уравнения Бернулли.

Контрольные вопросы

1. Запишите уравнение Бернулли для идеальной жидкости.

2. Какую жидкость называют идеальной?

3. Запишите уравнение Бернулли для реальной жидкости.

4. Приведите основные отличия в записи уравнения Бернулли для идеальной жидкости и реальной жидкости.

5. Что такое полный, пьезометрический и скоростной напоры?

6. Объясните физический смысл коэффициента Кориолиса.

7. Какие значения принимает коэффициент Кориолиса?

8. Объясните смысл понятий: пьезометрический и гидравлический уклон.

9..Может ли быть отрицательным пьезометрический уклон, гидравлический уклон?

10. Когда линии полного и пьезометрического напоров параллельны друг другу?

11. Каковы причины возникновения потерь напора при движении реальной жидкости?

 

Тема 7: Режимы движения жидкости. Понятие о гидравлически гладких и гидравлически шероховатых трубах

Теория подобия. Критерий гидродинамического подобия. Его физический смысл и размерность.

Ламинарный режим движения жидкости. Эпюра скоростей в поперечном сечении потока при ламинарном режиме движения жидкости.

Турбулентный режим движения жидкости. Эпюра скоростей в поперечном сечении потока при турбулентном режиме движения жидкости.

Критическое число Рейнольдса.

Гидродинамический пограничный слой. Абсолютная шероховатость поверхности канала. Относительная шероховатость поверхности канала. Гидравлически гладкие трубы. Гидравлически шероховатые трубы.

При изучении материала этой темы необходимо усвоить, что при определении числа Рейнольдса в качестве определяющих параметров берутся средняя по сечению потока скорость и эквивалентный диаметр канала. Знать, числовое значение критического числа Рейнольдса. Изучить условия перехода ламинарного режима движения жидкости в турбулентный.

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.

Контрольные вопросы

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?