гидравлика. Закон распределения скоростей
 Скачать 47.45 Kb.
|
|
1. Понятие турбулентности Турбулентность (от лат. turbulentus - беспорядочный)- сложное, неупорядоченное во времени и пространстве поведение диссипативной среды (или поля), детали к-рого не могут быть воспроизведены на больших интервалах времени при сколь угодно точном задании начальных и граничных условий. 2. Что такое гидравлический удар. Гидравлическим ударом называется колебательный процесс, возникающий в трубопроводе при внезапном изменении скорости жидкости, например при остановке потока из-за быстрого перекрытия задвижки (крана). 3. Закон распределения скорости Закон распределения скоростей При выводе формулы по распределению скоростей в поперечном сечении потока Прандтль исходил из того, что в турбулентном ядре ртурб » цвязкЗначит, воспользуемся формулой (5.17) и выразим из нее dux:  На границе ламинарного слоя т = т0, где т0 — касательное напряжение на стенке трубы, соответствующее выражени (4.50). Кроме того, Прандтль предположил линейную зависимость / от координаты z:  где к — универсальная постоянная (к * 0,4). Тогда  Проинтегрируем выражение (5.22), обозначив постоянную величину  (назовем ее динамической скоростью, так как м, имеет размерность скорости): в результате получим  При турбулентном течении распределение локальных скоростей подчиняется логарифмическому закону. Определим постоянную интегрирования. На оси трубы йх = мтах и z = г0 (см. рис. 5.5), тогда мтах = — 1пг0 + С, С = и. к = итах--In г0, а выражение (5.23) запишется следующим образом:  4.Турбулентный режим давления При высоких скоростях движения частиц жидкости в потоке числа Рейнольдса велики, тогда в потоке преобладают силы инерции и эти силы определяют кинематику и динамику частиц, такой режим называется турбулентным Что такое гидравлические машины Гидравли́ческие маши́ны (гидромаши́ны) — гидравлические механизмы, в которых осуществляется передача энергии от потока жидкой среды к движущемуся (вращающемуся) твердому телу (гидравлические турбины) или от движущегося (вращающегося) твердого тела к жидкости (насосы). 2 .что такое насос Насо́с — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию (в ручных насосах) в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. 3. что такое вентиляторы Вентиляторами называют воздуходувные машины, предназначенные для перемещения и подачи воздуха по вентиляционным трубопроводам к потребителям. 4. как характеризуються насосы Работа любого насоса характеризуется несколькими параметрами. Основными из них являются: подача,напор, мощность, коэффициент полезного действия(к. п. д.) и частота вращения. Подача. Различают объемную подачу, под которой понимают отношение объема подаваемой жидкой среды ко времени и массовую подачу насоса — отношение массы подаваемой жидкой среды ко времени. Напор. В гидравлике — это высота, на которую способна подняться жидкость под действием статического давления, разности высот и внешней кинетической энергии жидкости. Он определяется через удельную (отнесенную к единице веса) энергию жидкости, проходящей через насос, и выражается в метрах (Дж.м). Мощность и к.п.д.Энергия, подводимая к насосу от двигателя в единицу времени, представляет его мощность. Гидравлический к. п. д. — это отношение полезной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощности, затраченной на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе, т. е. он характеризует гидравлические потери в насосе. Объемный к. п. д.характеризует объемные потери, обусловленные утечками жидкости внутри насоса. Механический к.п.д.характеризует потери, затрачиваемые на преодоление механического трения в насосе. Частота вращения. В качестве данного параметра принимается частота вращения n вала насоса в минуту (об/мин). Назначение или выбор частоты вращения зависит от ряда условий, таких, как тип насоса и его двигателя, ограничения по массе и габаритным размерам, требования в отношении экономичности и др. Дайте определения технической термодинамики. Техническая термодинамика – рассматривает закономерности взаимного превращения тепловой им механической энергии, устанавливает взаимосвязи между тепловыми, механическими и химическими процессами, которые происходят в тепловых и холодильных установках, и изучает процессы, происходящие в газах и парах, которые являются основными рабочими телами в этих установках. 1- ый закон термодинамики. Изменение ΔUΔU внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты QQ, переданной системе, и работой AA, совершенной системой над внешними телами. Q=ΔU+A Расскажите о смесь газов Первый закон термодинамики может применяться к изопроцессам в газах. В изохорном процессе, то есть в условиях неизменного объема (V=const)(V=const), газ не совершает работы, A=0A=0. В этом случае справедливой будет формула внутренней энергии газа: Q=ΔU=U(T2)−U(T1)Q=∆U=U(T2)-U(T1). В данном выражении U(T1)U(T1) и U(T2)U(T2) представляют внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия идеального газа зависит лишь от температуры, что исходит из закона Джоуля. При изохорном нагревании газ поглощает тепло (Q>0)(Q>0), чем провоцирует увеличение его внутренней энергии. В условиях охлаждения тепло отдается внешним объектам (Q<0)(Q<0). В изобарном процессе, предполагающем постоянность значения давления (p=const)(p=const), работа, совершаемая газом, выражается в виде соотношения: A=p(V2−V1)=pΔVA=p(V2-V1)=p∆V. Первый закон термодинамики для изобарного процесса дает: Q=U(T2)−U(T1)+p(V2−V1)=ΔU+pΔVQ=U(T2)-U(T1)+p(V2-V1)=∆U+p∆V. При изобарном расширении Q>0Q>0 тепло поглощается газом, и он совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q<0Q<0 тепло переходит внешним телам. В таком случае A<0A<0. При изобарном сжатии уменьшаются температура газа T2 В изотермическом процессе температура газа не меняет своей величины, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU=0ΔU=0. Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением Q=AQ=A Теплота QQ, приобретенная газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу, совершаемую над внешними объектами. И наоборот, изотермическое сжатие приводит к преобразованию уже работы внешних сил, произведенной над газом, в передающееся окружающим телам тепло. 4 Расскажите о теплоемкости Теплоемкость – свойство материала поглощать определенное количество тепла при нагревании и выделять его при охлаждении. Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагревания единицы количества вещества на один градус. Формула для расчёта удельной теплоёмкости (или табл.знач.):  ,где  — удельная теплоёмкость, — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, — разность конечной и начальной температур вещества.В зависимости от единиц измерения количества вещества различают: массовую теплоемкость С , Дж / (кг К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры; · объемную теплоемкость С’, Дж / (м3 К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры; · мольную теплоемкость СМ , Дж / (кмоль К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. Между различными видами теплоемкостей существует следующая зависимость: С’ = СМ/22,4 ; С = СМ/М ; С = С’/ρ . Различают среднюю (Сm) и истинную (С) теплоемкость: Сm = q1-2/(t2–t1) , С = lim(q/t)=dq/dt=dq/dT, где q1-2 – теплота, подводимая к газу в процессе нагревания от температуры t1 до температуры t2 . Истинная теплоемкость – первая производная от количества теплоты, подводимой в процессе нагрева к телу, по его температуре. что такое термодинамика Термодинамика — это наука, изучающая закономерности превращения внутренней энергии в различные химические, физические и другие процессы, рассматриваемые учеными на макроуровне. Законы термодинамики 1 закон. Изменение ΔUΔU внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты QQ, переданной системе, и работой AA, совершенной системой над внешними телами. Q=ΔU+A Второе начало термодинамики имеет несколько формулировок. Приведем четыре из них. Формулировка, которую дал В. Томсон. Не существует кругового процесса, единственным результатом которого является осуществление работы за счет охлаждения резервуара тепла. Здесь тепловым резервуаром считают систему тел, находящуюся в состоянии теплового равновесия и имеющую запас внутренней энергии. При этом считают, что сам резервуар не производит работы, он лишь передает теплоту. Формулировка М. Планка. Невозможно сделать периодически работающую машину, действие которой заключается только в том, что она поднимает груз за счет получения теплоты от теплового резервуара, который охлаждается. Формулировка Планка отличается от формулировки Томсона только формой. Формулировка Клаузиуса. Теплота не способна к самопроизвольному переходу от менее нагретого тела к телу с большей температурой. Под теплотой здесь понимают внутреннюю энергию. При этом имеется в виду не только тепловой контакт, а передача тепла любым способом. Надо учитывать, что невозможным считается не просто передача теплоты от тела с меньшей температурой, но такая передача без каких-либо изменений во внешних телах. Формулировка через энтропию. Если термодинамический процесс происходит в изолированной системе, то энтропия не убывает. Иначе третье начало термодинамики называют теоремой Нернста (по имени ученого, который ее предложил). Эту теорему можно представить в виде двух утверждений: Если температура системы стремится к абсолютному нулю, то ее энтропия стремится к определённому конечному пределу. Причем этот предел не зависит от того в каком равновесном состоянии находится рассматриваемая система. При абсолютном нуле температур переходы системы из одного равновесного состояния в другое происходят без изменения энтропии. Другой формулировкой третьего начала термодинамики (теоремы Нернста) считают следующую: Если температура термодинамической системы стремится к абсолютному нулю, то энтропия также стремится к нулю. Поведение вещества около абсолютного нуля показывает справедливость теоремы Нернста. Объяснение третье начало термодинамики находит в квантовой механике. Третье начало термодинамики имеет ряд важных следствий: Около абсолютного нуля температур теплоемкости всех веществ стремятся к нулю. Вблизи абсолютного нуля стремятся к нулю коэффициенты теплового расширения и термический коэффициент давления. Тело невозможно охладить до абсолютного нуля. 3. что такое теплоёмкость {\displaystyle \mathrm {d} T} Теплоемкость – свойство материала поглощать определенное количество тепла при нагревании и выделять его при охлаждении. какие бывают смеси газов. На практике приходится встречаться как с индивидуальными газами, так и с газовыми смесями. К таким газовым смесям относятся следующие: воздух (атмосферный воздух состоит из кислорода, азота и некоторых других газов), дымовые газы (содержат, как правило, азот, диоксид углерода (углекислый газ), пары воды, сернистый газ и т.д.). В термодинамике изучают газовые смеси, представляющие собой механическую смесь различных газов, между которыми отсутствует химическая реакция, т.е. газовые смеси, не изменяющие своего состава. К таким смесям относятся окружающий нас воздух, состоящий из азота, кислорода, углекислого газа и т.д., природный газ, состоящий из метана и др. углеводородов. Газовыми смесями являются также продукты сгорания различных веществ на пожаре, в двигателях внутреннего сгорания, в топке паровых котлов. Некоторые газовые смеси являются взрывоопасными при определённой концентрации. |