Вопросы-ответы по блокам дисциплины "Гидравлика и гидропневмопривод", страница 3

Для  определения режима движения жидкости расчетным путем.

3.  Как определить режим движения воды в напорном трубопроводе по числу Рейнольдса?

Если реальное расчетное число Рейнольдса меньше критического значения ,режим считается  ламинарным и наоборот.Экспериментально установлено, что для круглых напорных труб критическое число Рейнольдса равно приблизительно 2300. Если < режим ламинарный. Если  > режим турбулентный.

4.  Поясните  формулы  и

.       - критерий Рейнольдса

v – средняя скорость потока,

 R – гидравлический радиус живого сечения потока  ,

 ν – кинематический коэффициент вязкости жидкости, м2/с.

 для определения режима движения жидкости в круглых напорных трубах используется число Рейнольдса в виде

,где гидравлический радиус заменен внутренним диаметром трубы d.

5.  Поясните смысл выражения

- гидравлический радиус живого сечения потока где ω-площадь живого сечения потока χ-смоченный периметр

6.    Что такое гидравлический радиус?

7.    Что такое смоченный периметр?

- гидравлический радиус живого сечения потока где ω-площадь живого сечения потока χ-смоченный периметр

Длиной смоченного периметра (сокращенно смоченным периметром) называется та часть периметра живого сечения, в пределах которой жидкость соприкасается с ограждающими ее стенками.

8.  Какие гидравлические факторы учитываются с помощью гидравлического радиуса?

Гидравлический радиус позволяет косвенно учесть  влияние формы и размеров живого сечения

9.  Назовите единицу измерения кинематического коэффициента вязкости.

ν – кинематический коэффициент вязкости жидкости, м2/с.

10. Для чего измеряется температура жидкости при проведении лабораторной работы №5?

Чтобы узнать ν

11. От чего зависит коэффициент вязкости жидкости?

от температуры

12. Как изменяется вязкость жидкости при повышении температуры?

С возрастанием температуры вязкость уменьшается

13. Как изменяется число Рейнольдса при понижении температуры?

С понижением температуры коэффициент уменьшается.

 VI.  Блок 6. Гидравлические сопротивления и потери напора. Лабораторные работы   № 6 и 7

1.  Каковы физические причины возникновения гидравлических сопротивлений?

Поток жидкости в трубопроводе затрачивает энергию на преодоление сил трения, которые возникают как в самой жид­кости, так и между жидкостью и стенками трубопровода. Силы трения, преодолеваемые потоком, называются гидрав­лическими сопротивлениями.

2.  Какова физическая сущность понятия «потери напора»?

Поскольку удельная энергия жидкости, отнесенная к единице веса, именуется в гидравлике напором, затраты энергии на преодоление сил трения получили название потерь напора.

3.  Поясните смысл выражения hw=ΣhL + Σhm

Полная потеря напора определяется суммированием по­терь на отдельных участках и местных сопротивлениях

4.  Нарисуйте эпюры распределения скоростей в живом сечении потока жидкости в напорной круглой трубе при ламинарном и турбулентном режимах

               

Турбулентный режим                                                 ламинарный режим

5.  Для чего употребляются формулы     . Поясните смысл величин, входящих в формулы

                  при ламинарном режиме

                                                                                                           (4.5)

        при гидр.режиме                                                                                      (4.6)

Присутствие в этой формуле гидравлического радиуса живого сечения потока () говорит о том, что потери напора зависят не только от размеров, но и от формы живого сечения потока.

6.  Нарисуйте и поясните схему строения пристенного  слоя жидкости при турбулентном режиме

7.  Как зависит толщина пристенного слоя от числа Рейнольдса?

Толщина пристенного слоя и градиенты скоростей в живом сечении зависят от числа Рейнольдса. Например, с увеличением числа Рейнольдса увеличивается турбулентность потока. Поэтому часть жидкости пристенного слоя вовлекается в перемешивание, и толщина пристенного слоя уменьшается с увеличением числа Рейнольдса. Соответственно, градиент скорости в пристенном слое увеличивается, а в турбулентном ядре потока уменьшается с увеличением числа Рейнольдса.

8.  Что такое шероховатость?

Шероховатость это средняя высота неровностей на рассматриваемой поверхности.

9.  Поясните понятия гидравлически гладкой и гидравлически шероховатой стенки

Если толщина ламинарного слоя больше шероховатости (δ > Δ), соответствующая поверхность называется гидравлически гладкой.

Если толщина ламинарного слоя меньше шероховатости (δ < Δ), соответствующая поверхность называется гидравлически шероховатой.

10. Поясните понятие квадратичной области сопротивления

Область квадратичного сопротивления гидравлически шероховатых труб не зависят от числа рейнольдса, а зависят от отношения шероховатостей труб. Потери пропорциональны квадрату средней скорости.

11. Поясните формулу

В этой формуле ζкоэффициент местного сопротивления, величина безразмерная. Для большинства местных сопротивлений это эмпирический коэффициент, величину которого можно найти в справочной литературе. Как правило, скорость для подстановки в формулу берется ниже по течению от местного сопротивления.

Очевидно, что формула получена для области квадратичного сопротивления, поскольку согласно этой формуле, местная потеря напора прямо пропорциональна квадрату скорости.

12. Напишите и объясните формулу Шези

  в которой   Формула Шези в основном применяется для открытых водных потоков, в которых обычно наблюдается турбулентный режим в области квадратичного  сопротивления, где λ зависит только от шероховатости. Следовательно, и коэффициент Шези зависит только от шероховатости и не зависит от числа Рейнольдса. J-гидравлический уклон.Согласно формуле , коэффициент Шези имеет размерность .

13. Для чего применяется формула  Объясните входящие в нее величины

Для вычисления расхода потока формула Шези принимает вид

14. Поясните зависимость

Для использования формулы Шези, очевидно, необходимо знать величину коэффициента Шези. Ее можно найти в гидравлических справочниках или вычислить по эмпирическим формулам. Установлено, что наилучшая структура эмпирических формул Предложено довольно много формул такого типа. Они различаются величиной показателя степени y. Величина n в знаменателе называется коэффициентом шероховатости и соответственно характеризует шероховатость русла рассматриваемого потока. Коэффициент шероховатости можно найти в гидравлических справочниках.