Отв_вопросы. Теоретическая часть Что изучает механика жидкости и газа В чем состоит ее значение для инженеров строителей Механика жидкости и газа (гидравлика)

• Название: Теоретическая часть Что изучает механика жидкости и газа В чем состоит ее значение для инженеров строителей Механика жидкости и газа (гидравлика)
• Дата: 25.01.2022
• Размер: 243 Kb.
• Имя файла: Отв_вопросы.doc
• Тип: Решение; #342018

Теоретическая часть

1. 
   
   Что изучает механика жидкости и газа? В чем состоит ее значение для инженеров строителей?
   

Механика жидкости и газа (гидравлика) – наука, изучающая законы движения и относительного покоя жидкостей, а также разрабатывает методы и способы применения этих законов к решению инженерных задач.

Предмет изучения данной науки – жидкость и газ, представляющие собой физические тела, обладающие высокой подвижностью.

Механика жидкости и газа изучает движение, обусловленное только внешними причинами: сила тяжести, силы трения, перепад давления и т.д. и не принимает во внимание непрерывное внутреннее движение молекул.

МЖиГ обычно подразделяют на две части: гидростатику и гидродинамику.

Гидростатика изучает законы равновесия жидкостей.

Гидродинамика изучает законы движения жидкостей.

Инженер- на основании гидрологического обоснования, должен уметь выполнять гидродинамические расчеты, которые дают исходные данные для проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений. Основными типами задач для данного направления являются:

1) расчет малых мостов и дорожных труб;

2) отвод вод поверхностного стока с искусственных покрытий;

3) расчет отверстий мостов и общих деформаций подмостовых русл, а также подпоров на мостовых переходах;

4) фильтрационные расчеты транспортных сооружений.

Решение гидродинамических задач включает следующие этапы: 1) выявление физических особенностей изучаемого явления, постановка задачи; 2) формирование упрощенной модели с учетом требуемой точности решения; 3) проверка полученных результатов в эксперименте и корректировка теоретического решения на основе его результатов.

16. 
    
    Что такое относительное равновесие жидкости? Какие задачи решаются при относительном равновесии жидкости?
    

Пусть открытый сосуд, наполненный жидкостью, вращается вокруг вертикальной оси с постоянной угловой скоростью .

, (*)

где , , – проекции на соответствующие оси координат равнодействующей массовых сил, отнесенных к единице массы (проекций ускорений);

– плотность жидкости, кг/м³.

Уравнение поверхности равного давления находится из формулы (*) при и имеет следующий вид:

, (**)

где ,

, , – координаты любой точки, например ;

– расстояние от оси до рассматриваемой точки;

– произвольная постоянная.

Уравнение показывает, что поверхности равного давления представляют семейство параболоидов вращения, отличающихся друг от друга различными значениями .

Уравнение свободной поверхности при ;

или ,

где – координата наинизшей точки, расположенной на свободной поверхности.

Гидростатическое давление в любой точке жидкости, например в точке , находится как

,

где для открытого сосуда – атмосферное давление (в общем случае вместо нужно вводить внешнее давление ).

29. Напишите уравнение Бернулли-Эйлера для элементарной струйки и раскройте физический смысл величин, входящих в него.




Уравнение Бернулли является основным в технической гидромеханике. Оно устанавливает зависимость между скоростью давлением в различных сечениях одной и той же элементарной струйки.

,

где и – расстояния по вертикали от произвольной горизонтальной плоскости, называемой плоскостью сравнения, до центров масс объемов и , иначе говоря, вертикальные координаты центров масс этих объемов;

– удельная энергия давления;

– удельная кинетическая энергия.
33. Напишите критерий Рейнольдса, укажите соотношение каких сил, действующих в потоке жидкости, заложено в расчетной формуле, раскройте физический смысл и практическое значение критерия .

Обобщив результаты своих опытов, проведенных на круглых трубах, а также исходя из некоторых теоретических соображений, Рейнольде нашел общие условия, при которых возможны существование того или иного режима и переход от одного режима к другому Он установил, что основными факторами, определяющими характер режима, являются: средняя скорость движения жидкости , диаметр трубопровода d, плотность жидкости , ее абсолютная вязкость . При этом, чем больше размеры поперечного сечения и плотность жидкости и чем меньше ее вязкость, тем легче, увеличивая скорость, осуществить тур­булентный режим.

Для характеристики режима движения жидкости Рейнольдс ввел безразмерный параметр Re, учитывающий влияние перечисленных выше факторов, называемый числом (или критерием) Рейнольдса.

.

Границы существования того или иного режима движения жидкости определяются двумя критическими значениями числа Рейнольдса: нижним Re_{Kp. H} и верхним Re_{Kp. в}.


42. Как учитываются потери при последовательном соединении трубопроводов?

При последовательном соединении труб напор H складывается из суммы потерь напора на отдельных участках:

.