ОПД.Ф.2.2. Гидравлика (новое окно)

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФИЛИАЛ
государственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования
Дальневосточный государственный технический университет
в г. Петропавловске-Камчатском
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
По дисциплине «Гидравлика»
Для специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство»
Форма подготовки очная/заочная
Согласовано:
Заведующий выпускающей
кафедрой ПГС, ТГСВ
Учебно-методический комплекс
утвержден на заседании кафедры ПГС, ТГСВ
протокол № 1от «31» августа 2010 г.
Зав. кафедрой к.т.н., доцент Ткаченко В.А.
к.т.н., доц. Ткаченко В.А.
Учебно-методический комплекс составлен:
д.т.н., профессор Шулюпин А.Н.
г. Петропавловск-Камчатский
2010 г.
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФИЛИАЛ
государственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования
Дальневосточный государственный технический университет
в г. Петропавловске-Камчатском
Рабочая программа
По дисциплине «Гидравлика»
Для специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство»
Форма подготовки очная/заочная
Согласовано:
Заведующий выпускающей
кафедрой ПГС, ТГСВ
Рабочая программа
утверждены на заседании кафедры ПГС, ГСВ
протокол № 1от «31» августа 2010 г.
Зав. кафедрой к.т.н., доцент Ткаченко В.А.
к.т.н., доц. Ткаченко В.А.
Рабочая программа составлена:
д.т.н., профессор Шулюпин А.Н.
г. Петропавловск-Камчатский
2010 г.
АННОТАЦИЯ
Цель
- изучить основные законы гидравлики;
- приобрести навыки в расчётах типовых задач по гидростатике и гидродинамике капельных жидкостей и газов;
- приобрести навыки в расчётах газопроводах низкого и высокого давления.
Задачи
Знание законов гидравлики необходимо инженерам многих отраслей
народного хозяйства, т.к. большинство производственных процессов связано
с хранением и перемещением жидкости по различным гидравлическим системам. Материал, включенный в курс подобран таким образом, чтобы в результате его изучения студент получил необходимое развитие, на основе которого он в дальнейшем могли бы самостоятельно работать и изучать по
возможности любой новый вопрос гидравлики, встречающийся в его будущей инженерной практике.
I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
1. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Виды учебной работы
Семестр/Курс
4/3
90/90
34/16
34/8
0/8
56/74
зачет
Всего часов
Общая трудоемкость
Аудиторные занятия
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
90/90
34/16
34/8
0/8
56/74
зачет
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Разделы дисциплины и виды занятий
Раздел дисциплины
Лекции
ПЗ
СР
ЛР
4/5
4/5
-
4 семестр
Введение
2/1
Физические свойства жидкости.
4/1
0/2
4/1
0/2
2/1
2/1
2/0
2/0
2/1
-
2/0
-
Работа центробежных насосов в сети.
Расчет длинных трубопроводов.
Расчет коротких трубопроводов.
4/1
4/0
0/2
0/2
2/1
Особенности расчета сжимаемых жидкостей.
2/0
34/8
Силы, действующие на жидкость. Приборы для измерения
давления
Свойства гидростатического давления.
Относительный покой жидкости.
Основные понятия кинематики жидкости.
Уравнение неразрывности.
Два режима движения жидкости.
Гидравлически гладкие и шероховатые трубы
Итого:
4/5
-
4/5
4/5
4/5
4/5
4/5
4/5
-
-
-
4/5
4/5
4/5
0/8
8/14
56/74
-
-
-
2.2. Содержание разделов дисциплины
Введение 2/1 ч.
Вводные сведения. Предмет механики жидкости и газа. Значение курса
для изучения дисциплин строительного профиля.
Тема 1. Физические свойства жидкости – 4/1 ч.
Основные физические свойства жидкостей и газов. Плотность, удельный вес, сжимаемость, тепловое расширение, текучесть, вязкость. Основы
кинематики, общие законы и управления статики и динамики жидкостей и газов.
Тема 2. Силы, действующие в жидкостях – 4/1 ч.
Приборы для измерения давления. Понятие массовой и поверхностной
силы. Определение гидростатического давления, единицы измерения давления и приборы, измеряющие давление.
Тема 3. Свойства гидростатического давления -2/1 ч.
Первое и второе свойства гидростатического давления. Основное уравнение гидростатики.
Тема 4. Относительный покой жидкости -2/1 ч .
Абсолютный и относительный покой (равновесие) жидких сред.
Вращение сосуда с жидкостью вокруг своей вертикальной оси с постоянной
угловой скоростью.
Сила давления жидкости на плоские стенки. Определение силы давления жидкости на наклонную стенку, понятие центра давления. Сила давления
жидкости на криволинейные стенки. Определение горизонтальной, вертикальной сил и суммарной сил давления жидкости на криволинейную стенку.
Тема 5. Основные понятия кинематики жидкости – 2/0 ч.
Линия тока, трубка тока, элементарная струйка. Основные гидродинамические понятия. Модель идеальной (невязкой) жидкости.
Площадь живого сечения, расход жидкости, средняя скорость движения
жидкости, смоченный периметр, гидравлический радиус. Подобие гидромеханических процессов.
Тема 6. Уравнение неразрывности -2/0 ч.
Общая интегральная форма уравнений количества движения и момента количества движения. Уравнение неразрывности для элементарной
струйки и потока жидкости.
Уравнение движения. Уравнение Бернулли для элементарной струйки
идеальной жидкости, элементарной струйки реальной жидкости, для потока
жидкости. Энергетическая и геометрическая сущность уравнения Бернулли.
Пьезометрический и гидравлический уклон.
Тема 7. Два режима движения жидкости -2/1 ч.
Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкости, общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной формах, турбулентность и ее основные статистические характеристики, конечноразностные формы уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса, понятие верхней и нижней критической скорости. Потери давления по длине при ламинарном режиме движения жидкости Закон распределения скоростей при ламинарном режиме течения. Потери напора по длине при турбулентном режиме движения жидкости Формула Дарси-Вейсбаха, коэффициент гидравлического трения. График Никурадзе. Коэффициент Шези.
Тема 8. Гидравлически гладкие и шероховатые трубы -2/0 ч.
Местные сопротивления. Виды местных сопротивлений, коэффициент
местного сопротивления, формула Вейсбаха, формула Борда.Истечение жидкости через отверстия и насадки. Виды истечения. Истечение жидкости через
отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре. Истечение при переменном напоре. Определение коэффициентов μ, φ,ε.
Тема 9. Работа центробежных насосов в сети -4/1 ч.
Классификация центробежных насосов. Устройство и принцип действия
центробежного насоса. Характеристики центробежных насосов. Рабочая точка. Последовательное и параллельное соединение насосов.
Тема 10. Расчет длинных трубопроводов-4/0 ч.
Классификация трубопроводов. Расчет простого гидравлически длинного трубопровода. Расчет последовательно соединенных трубопроводов. Расчет параллельно соединенных трубопроводов. Расчет трубопроводов с постоянной раздачей.
Тема 11.Расчет коротких трубопроводов -2/1 ч.
Расчет всасывающей трубы центробежного насоса. Расчет сифонного
трубопровода. Гидравлический удар в трубопроводах. Физическая сущность
процесса. Формула Жуковского. Прямой удар. Непрямой удар. Расчёт газопроводов низкого давления
Тема 12. Особенности расчёта сжимаемой жидкости. -2/0 ч.
Потери давления. Тупиковые сети. Кольцевые сети. Расчёт газопроводов
высокого давления. Особенности расчёта. Формулы для расчёта потерь давления. Общая схема применения численных методов и их реализация на
ЭВМ, одномерные потоки жидкостей и газов.
. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
№
п/п
№ раздела дисциплины
Наименование практических занятий
3 курс заочное обучение
Работа центробежных насосов в сети.
Расчет длинных трубопроводов.
Расчёт газопроводов низкого давления.
Расчёт газопроводов высокого давления
1
2
3
3
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
№
п/п
№
раздела
дисциплины
Тематика работы
1
1
4 семестр/3 курс
Подготовка к блиц-опросу на лекции, выполнение индивидуальных домашних заданий
2
2
Подготовка к блиц-опросу на лекции, выполнение индивидуальных домашних заданий
3
3
Подготовка к блиц-опросу на лекции, выполнение индивидуальных домашних заданий
. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Тесты
В-1
1. Гидравлические системы подразделяются на:
а) Гидравлические передачи и гидропривод.
б) Силовые системы и гидродинамические передачи.
в) Системы перекачки и силовые системы.
г) Гидродинамические передачи и гидротрансформаторы.
2.Что такое гидравлика?
а)
наука о движении жидкости;
б)
наука о равновесии жидкостей;
в)
наука о взаимодействии жидкостей;
г)
наука о равновесии и движении жидкостей.
3. На какие разделы делится гидромеханика?
а)
гидротехника и гидрогеология;
б)
техническая механика и теоретическая механика;
в)
гидравлика и гидрология;
г)
механика жидких тел и механика газообразных тел.
4. Что такое жидкость?
а)
физическое вещество, способное заполнять пустоты;
б)
физическое вещество, способное изменять форму под действием ма-
лых сил;
в)
физическое вещество, способное изменять свой объем;
г)
физическое вещество, способное течь.
5.Какая из этих жидкостей не является капельной?
а)
ртуть; б)
керосин; в) нефть; г) азот.
6. Какая из этих жидкостей не является газообразной?
а)
жидкий азот; б)
ртуть; в) водород; г) кислород;
7.Реальной называется жидкость:
а)
не существующая в природе;
б)
находящаяся при реальных условиях;
в)
в которой присутствует внутреннее трение;
г)
способная быстро испаряться.
8.Идеальной жидкостью называется:
а)
несжимаемая жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение;
б)
жидкость, подходящая для применения;
в)
жидкость, способная сжиматься;
г)
жидкость, существующая только в определенных условиях.
9. Коэффициент вязкости обозначают буквой:
а) ;
б) ;
в) ;
г) .
10. Прибор для измерения вязкости называют:
а) вакуумметр; б) радиометр; в) вискозиметр; г) манометр.
11. Какой объем жидкости заливается в вискозиметр Энглера?
а) 100 см3;
б) 200 см3;
в) 300 см3;
г) 400 см3.
12. Наше сердце перекачивает за сутки (крови):
а) 1 т;
б) 30 т;
в) 60 т;
г) 75 т.
13. Капельная жидкость а) мало деформируется и хорошо сопротивляется растяжению;
б) не работает на растяжение и мало деформируется при сжатии
в) хорошо работает на растяжение и мало деформируется при сжатии
г) мало деформируется при сжатии и плохо сопротивляется растяжению;
14. Коэффициент вязкости не зависит от:
а) рода жидкости; б) атмосферного давления;
в) температуры;
г) влажности.
15. Объем растворенного газа в жидкости определяется по формуле
а) K 
pV
;
V
б)   
u

; в) Vг  Vж k
P
;
Pa
г) Vг  Vж
P
;
Pa
16. Сжимаемость это свойство жидкости:
а) изменять свою форму под действием давления;
б) изменять свой объем под действием давления;
в) сопротивляться воздействию давления, не изменяя свою форму;
г) изменять свой объем без воздействия давления.
17. Сжимаемость жидкости характеризуется
а) коэффициентом Генри;
б) коэффициентом температурного сжа-
тия;
в) коэффициентом поджатия;
г) коэффициентом объемного сжатия.
18. Вязкость жидкости это:
а) способность сопротивляться скольжению или сдвигу слоев жидкости;
б) способность преодолевать внутреннее трение жидкости;
в)
способность преодолевать силу трения жидкости между твердыми
стенками;
г)
способность перетекать по поверхности за минимальное время.
19. Вязкость жидкости не характеризуется:
а) кинематическим коэффициентом вязкости; б) динамическим коэффициентом вязкости; в) градусами Энглера; г) статическим коэффициентом вязкости.
20. Вязкость жидкости при увеличении температуры:
а) увеличивается; б) уменьшается; в) остается неизменной;
г) сначала уменьшается, а затем остается постоянной.
21. Реальная жидкость работает на растяжение:
а) как твердое тело; б) работает; в) плохо работает; г) не работает.
В-2
1. На какие виды разделяют действующие на жидкость внешние силы?
а)
силы инерции и поверхностного натяжения;
б) внутренние и по-
верхностные;
в)
массовые и поверхностные; г) силы тяжести и давления.
2. Какие силы называются массовыми?
а)
сила тяжести и сила инерции; б)
сила молекулярная и сила тя-
жести;
в)
сила инерции и сила гравитационная;
г) сила давления и сила по-
верхностная.
3. Какие силы называются поверхностными?
а)
вызванные воздействием объемов, лежащих на поверхности жидко-
сти; б) вызванные воздействием соседних объемов жидкости и воздействием
других тел; в) вызванные воздействием давления боковых стенок сосуда; г)
вызванные воздействием атмосферного давления.
4. Жидкость находится под давлением. Что это означает?
а)
жидкость находится в состоянии покоя;
б) жидкость течет; в) на
жидкость действует сила; г) жидкость изменяет форму.
5. В каких единицах измеряется давление в системе измерения СИ?
а)
в паскалях; б) в джоулях; в) в барах; г) в стоксах.
6. Если давление отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют:
а) давление вакуума; б) атмосферным; в)
избыточным; г) абсо-
лютным.
7. Если давление отсчитывают от относительного нуля, то его называют:
а) абсолютным; б) атмосферным; в) избыточным; г) давление вакуума.
8. Если давление ниже относительного нуля, то его называют:
а) абсолютным; б) атмосферным; в) избыточным; г) давление вакуума.
9. Какое давление обычно показывает манометр?
а)
абсолютное; б) избыточное; в) атмосферное; г) давление вакуума.
10. Чему равно атмосферное давление при нормальных условиях?
а)100МПа;
б)100кПа;
в) 10ГПа;
г) 1000 Па.
11. Давление определяется:
а)
отношением силы, действующей на жидкость к площади воздей-
ствия;
б) произведением силы, действующей на жидкость на площадь
воздействия;
в) отношением площади воздействия к значению силы, действующей на
жидкость;
г)
отношением разности действующих усилий к площади воздействия.
12. Массу жидкости заключенную в единице объема называют
а)
весом; б) удельным весом; в) удельной плотностью; г)
плот-
ностью.
13. Тело, погруженное в жидкость, испытывает со стороны жидкости суммарное давление, направленное снизу вверх и равное весу жидкости в объеме погруженной части тела – это закон:
а) Генри; б) Архимеда; в) Ньютона; г)\ плавучести.
14. Как называются разделы, на которые делится гидравлика?
а)
гидростатика и гидромеханика; б) гидромеханика и гидродинамика;
в)
гидростатика и гидродинамика; г) гидрология и гидромеханика.
15. Раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесии жидкости, называется:
а)
гидростатика; б) гидродинамика; в) гидромеханика;
г)
гидравлическая теория равновесия.
16. Гидростатическое давление - это давление присутствующее:
а)
в движущейся жидкости; б) в покоящейся жидкости;
в)
в жидкости, находящейся под избыточным давлением;
г)
в жидкости, помещенной в резервуар.
17. Какие частицы жидкости испытывают наибольшее напряжение
сжатия от действия гидростатического давления?
а)
находящиеся на дне резервуара;
б) находящиеся на свободной по-
верхности;
в)
находящиеся у боковых стенок резервуара;
г)
находящиеся в центре тяжести рассматриваемого объема жидкости.
18. Среднее гидростатическое давление, действующее на дно резервуар равно:
а)
произведению глубины резервуара на площадь его дна и плотность;
б)
произведению веса жидкости на глубину резервуара;
в)
отношению объема жидкости к ее плотности;
г)
отношению веса жидкости к площади дна резервуара.
19. Первое свойство гидростатического давления гласит:
а) в любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикуляри
площадке касательной к выделенному объему и действует с рассматриваемого объем; б) в любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует
внутрь рассматриваемого объема; в) в каждой точке жидкости гидростатическое давление действует параллельно площадке касательной к выделенному объему и направлено произвольно; г) гидростатическое давление
неизменно во всех направлениях и всегда перпендикулярно в точке его приложения к выделенному объему.
20.
Второе свойство гидростатического давления гласит:
а)
гидростатическое давление постоянно и всегда перпендикулярно
стенкам резервуара; б) гидростатическое
изменении местоположения точки; в)
давление
изменяется
гидростатическое
давление
при
неиз-
менно в горизонтальной плоскости; г) гидростатическое давление неизменно
во всех направлениях.
21.
Третье свойство гидростатического давления гласит:
а)
гидростатическое давление в любой точке не зависит от ее коорди-
нат в пространстве; б) гидростатическое давление в точке зависит от ее
координат в пространстве; в) гидростатическое давление зависит от плотности жидкости; г) гидростатическое давление всегда превышает давление, действующее
на свободную поверхность жидкости.
2.22.
Уравнение, позволяющее найти гидростатическое давление в
любой точке рассматриваемого объема, называется:
а)
основным уравнением гидростатики;
б) основным уравнением
гидродинамики;
в)
основным уравнением гидромеханики; г) основным уравнением
гидродинамической теории.
23.
Основное уравнение гидростатики позволяет:
а)
определять давление, действующее на свободную поверхность; б)
определять давление на дне резервуара; в) определять давление в любой точке
рассматриваемого объема; г) определять давление, действующее на погруженное в жидкость тело.
24.
Гидростатическое давление, действующее на дно резерву-
ара определяется по формуле:
а) p 
G
;
V
б) p 
V
;
pатм
в) p 
gV
;
G
г) p 
F
.
S
25. Основное уравнение гидростатического давления записывается
в виде:
а) p  pатм  gh ; б) p  p0  gh ; в) p  p0  gh ; г) p  p0  h .
26.
Основное уравнение гидростатики определяется:
а)
произведением давления газа над свободной поверхностью к пло-
щади свободной поверхности; б) разностью давления на внешней поверхности
и на дне сосуда; в) суммой давления на внешней поверхности жидкости и
давления обусловленного весом вышележащих слоев; г) отношением рассматриваемого объема жидкости к плотности и глубине погружения точки.
27.
Чему равно гидростатическое давление при глубине погруже-
ния точки, равной нулю:
а)
давлению над свободной поверхностью; б) произведению объема
жидкости на ее плотность; в) разности давлений на дне резервуара и на его поверхности; г) произведению плотности жидкости на ее удельный вес.
28. Давление, приложенное к внешней поверхности жидкости передается всем точкам этой жидкости по всем направлениям одинаково:
а)
это - закон Ньютона; б) это - закон Паскаля; в) это - закон Нику-
радзе;
г)
это - закон Жуковского.
29.
Закон Паскаля гласит:
а)
давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, пере-
дается всем точкам этой жидкости по всем направлениям одинаково; б) давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам
этой жидкости по всем направлениям согласно основному уравнению гидростатики; в) давление, приложенное к внешней поверхности жидкости увеличивается по мере удаления от свободной поверхности; г) давление, приложенное к внешней поверхности жидкости равно сумме давлений, приложенных с других сторон рассматриваемого объема жидкости.
29. Чему равно гидростатическое давление в точке А?
30.
Как приложена равнодействующая гидростатического давле-
ния относительно центра тяжести прямоугольной боковой стенки
резервуара?
а)
ниже; б) выше; в)
совпадает с центром тяжести; г) смещена
в сторону.
31.
Равнодействующая сила гидростатического давления в резер-
вуарах с плоской наклонной стенкой равна:
а) P   g h S . ;
б) P   hц.т. S . ; в) P   g hц.т. S . ; г) P   g hц.т. V .
32. Точка приложения равнодействующей гидростатического давления лежит глубже центра тяжести плоской боковой поверхности резервуара на расстоянии:
J sin 2 
а) c
;
hц . т. S
б)
Jc
hц.т. S
;
в)
J ц.д. sin 2 
hц.т. S
;
г)
J c sin 2 
hц .д. S
33. Сила гидростатического давления на цилиндрическую боковую
поверхность по оси Ох равна:
а) Fx   g hц.д. S z ; б) Fx  р0 S z ; в) Fx   g hc S z ; г) Fx   g V .
34. Сила гидростатического давления на цилиндрическую боковую
поверхность по оси Oz равна:
а) Fz   g hц.д. S x ; б) Fz   р0 S z ; в) Fz   g hc S z ; г) Fz   g V .
35. Равнодействующая гидростатического давления на цилиндрическую боковую поверхность равна:
а) F  Fx2  Fz2  Fy2 ;
б)
F  Fx2  Fz2  Fy2 ;
в)
F  Fx3  Fz3  Fy3 ;
г)
F  ( Fx  Fz  Fy ) 2 .
36. Сила, действующая со стороны жидкости на погруженное в нее
тело равна:
Рвыт   тела g Vпогр . ;
б) Рв ыт   g hпогр. ;
в) Рв ыт   g Vпогр. ;
г)
Рв ыт   Vпогр . .
37.
Способность плавающего тела, выведенного из состоя-
ния равновесия, вновь возвращаться в это состояние называется:
а)
устойчивостью; б)
остойчивостью; в) плавучестью; г) непо-
топляемостью.
38.
Укажите на рисунке местоположение центра водоизмещения.
а) 1;
6) 2;
в) 3;
г) 4.
39. Укажите на рисунке метацентрическую высоту.
а) 1;
6) 2; в) 3;
г) 4.
40. Вес жидкости, взятой в объеме погруженной части судна называется:
а) погруженным объемом; б) водоизмещением; в) вытесненным объемом;
г) водопоглощением.
41.
Водоизмещение – это:
а) объем жидкости, вытесняемый судном при полном погружении; б) вес
жидкости, взятой в объеме судна; в) максимальный объем жидкости, вытесняемый плавающим судном; г) вес жидкости, взятой в объеме погруженной части судна.
42.
Укажите на рисунке местоположение метацентра.
а) 1;
6) 2;
в) 3;
г) 4.
43. Если судно возвращается в исходное положение после действие
опрокидывающей силы, метацентрическая высота:
а) имеет положительное значение;
б) имеет отрицательное значение; в)
равна нулю; г) увеличивается в процессе возвращения судна в исходное положение.
44.
Если судно после воздействия опрокидывающей силы про-
должает дальнейшее опрокидывание, то метацентрическая высота:
а)
имеет положительное значение; б) имеет отрицательное значение;
в) равна нулю; г) уменьшается в процессе возвращения судна в исходное
положение.
45.
Если судно после воздействия опрокидывающей силы не
возвращается в исходное положение и не продолжает опрокидываться, то
метацентрическая высота:
а) имеет положительное значение;
б) имеет отрицательное значение; в)
равна нулю; г) уменьшается в процессе возвращения судна в исходное положение.
46.
По какому критерию определяется способность плавающего
тел изменять свое дальнейшее положение после опрокидывающего
воздействия:
а) по метацентрической высоте; б) по водоизмещению; в) по остойчивости; г) по оси плавания.
47.
Проведенная через объем жидкости поверхность, во всех точка
которой давление одинаково, называется:
а) свободной поверхностью; б) поверхностью уровня;
покоя;
в) поверхностью
г) статической поверхностью.
48.
Относительным покоем жидкости называется:
а) равновесие жидкости при постоянном значении действующих на нее
сил тяжести и инерции; б) равновесие жидкости при переменном значении
действующих на нее сил тяжести и инерции; в) равновесие жидкости при
неизменной силе тяжести и изменяющейся силе инерции; г)
равновесие
жидкости только при неизменной силе тяжести.
49.
Как изменится угол наклона свободной поверхности в ци-
стерне
двигающейся с постоянным ускорением:
а) свободная поверхность примет форму параболы; б) будет изменяться;
в) свободная поверхность будет горизонтальна; г) не изменится.
50.
Во вращающемся цилиндрическом сосуде свободная поверх-
ность имеет форму:
а) параболы; б)
гиперболы; в) конуса; г) свободная поверхность гори-
зонтальна.
51.
При увеличении угловой скорости вращения цилиндрической
сосуда с жидкостью, действующие на жидкость силы изменяются следующим образом
а)
центробежная сила и сила тяжести уменьшаются;
б)
центробежная сила увеличивается, сила тяжести остается неизмен-
в)
центробежная сила остается неизменной, сила тяжести увеличива-
г)
центробежная сила и сила тяжести не изменяются.
ной;
ется;
В-3
1. Площадь поперечного
сечения
потока, перпендикулярная
направлению движения называется:
а) открытым сечением;
б) живым сечением; в) полным сечением; г)
площадь расхода.
2. Часть периметра живого сечения, ограниченная твердыми стенкам называется:
а)
мокрый периметр; б) периметр контакта; в)
смоченный пери-
метр; г) гидравлический периметр.
3. Объем жидкости, протекающий за единицу времени через живое
сечение называется:
а)
расход; б) объемный поток; в) скорость потока; г) скорость рас-
хода.
4. Отношение расхода жидкости к площади живого сечения называется:
а)
средний расход потока жидкости; б)
средняя скорость потока;
в)
максимальная скорость потока;
минимальный
г)
расход
потока.
5. Отношение живого сечения к смоченному периметру называется
а) гидравлическая скорость потока; б) гидродинамический расход потока;
в) расход потока; г) гидравлический радиус потока.
6. Если при движении жидкости в данной точке русла давление и
скорость не изменяются, то такое движение называется:
а) установившимся;
в)
б) неустановившимся
турбулентным установившимся;
г) ламинарным неустановившим-
ся.
7. Движение, при котором скорость и давление изменяются не только от координат пространства, но и от времени называется
а) ламинарным; б) стационарным; в)неустановившимся; г) турбулентным.
8. Расход потока обозначается латинской буквой:
а) Q;
б) V;
в) р;
г) H.
9. Средняя скорость потока обозначается буквой:
а) ;
10.
а) v;
б) V;
в) w;
г) H.
Площадь живого сечение обозначается буквой:
б) V;
в) w;
г) H.
11.При неустановившемся движении, кривая, в каждой точке которой вектора скорости в данный момент времени направлены по касательной называется:
а) траектория тока; б) трубка тока; в) струйка тока; г) линия тока.
12.
Трубчатая поверхность, образуемая линиями тока с бесконеч-
но малым поперечным сечением называется:
а) трубка тока; б) трубка потока; в) линия тока; г) элементарная струйка.
13. Элементарная струйка – это:
а)
трубка потока, окруженная линиями тока;
б)
часть потока, заключенная внутри трубки тока;
в)
объем потока, движущийся вдоль линии тока;
г)
неразрывный поток с произвольной траекторией.
14. Течение жидкости со свободной поверхностью называется:
а) установившееся; б) напорное; в) безнапорное; г) свободное.
15. Течение жидкости без свободной поверхности в трубопроводах с
повышенным или пониженным давлением называется:
а) безнапорное; б) напорное; в) неустановившееся; г) несвободное (закрытое).
16. Уравнение неразрывности течений имеет вид:
а) V1 w2  V2 w1  const ; б) V1 w1  V2 w2  const ;
в) w1 w2  V2 V1  const ; г) V1 / w1  V2 / w2  const .
17. Уравнение Бернулли для реальной жидкости имеет вид:
а) z1 
в) z1 
p1 V1
p
V
p
 V
p
 V

 z 2  2  2 ; б) z1  1  1 1  z 2  2  2 2 ;
 g 2g
 g 2g
g
2g
g
2g
2
2
2
2
p
V
p
V
p1 1 V1
p
 V

 z2  2  2 2  hw ; г) z1  1  1  z 2  2  2  hw
 g 2g
 g 2g
g
2g
g
2g
2
2
2
2
18. На каком рисунке трубка Пито установлена правильно:
19. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости имеет вид
а) z1 
p1 V1
p
V
p
 V
p
 V

 z 2  2  2 ; б) z1  1  1 1  z 2  2  2 2 ;
 g 2g
 g 2g
g
2g
g
2g
2
2
2
2
p
V
p
V
p
V
p
 V
в) z1  1  1 1  z2  2  2 2  hw ; г) z1  1  1  z 2  2  2  hw
 g 2g
 g 2g
g
2g
g
2g
2
2
2
2
20. Член уравнения Бернулли, обозначаемый буквой z, называется
а) геометрической высотой; б) пьезометрической высотой;
в) скоростной высотой;
21.
г)
потерянной высотой.
P
Член уравнения Бернулли, обозначаемый выражением g
называется:
а) скоростной высотой;
б)
в) пьезометрической высотой; г)
геометрической высотой;
потерянной высотой.
V 2
22. Член уравнения Бернулли, обозначаемый выражением 2 g
называется
а) пьезометрической высотой; б)
скоростной высотой;
в) геометрической высотой;
такого члена не существует.
г)
23.
Уравнение Бернулли для двух различных сечений потока дает
взаимосвязь между
а) давлением, расходом и скоростью; б) скоростью, давлением и коэффициентом Кориолиса; в) давлением, скоростью и геометрической высотой; г)
геометрической высотой, скоростью, расходом.
24. Коэффициент Кориолиса в уравнении Бернулли характеризует
а) режим течения жидкости; б)
степень гидравлического сопротив-
ления трубопровода; в) изменение скоростного напора; г) степень уменьшения уровня полной энергии.
25. Показание уровня жидкости в трубках Пито отражает
а) разность между уровнем полной и пьезометрической энергией; б) изменение пьезометрической энергии; в) скоростную энергию; г) уровень полной энергии.
26. Потерянная пьезометрическая высота характеризует
а) степень изменения давления; б) степень сопротивления трубопровода;
в) направление течения жидкости в трубопроводе;
г) степень изменения
скорости жидкости.
27. Линейные потери вызваны
а) силой трения между слоями жидкости;
ми; в)длиной трубопровода; г)
б) местными сопротивления-
вязкостью жидкости.
28. Местные потери энергии вызваны
а) наличием линейных сопротивлений; б) наличием местных сопротивлений; в)
массой движущейся жидкости;
г) инерцией
движущейся
жидкости.
29. На участке трубопровода между двумя его сечениями, для которых записано
уравнение
Бернулли,
можно
установить
следую-
щие гидроэлементы
а) фильтр, отвод, гидромотор, диффузор; б)
сель, насос;
кран,
конфузор,
дрос-
в) фильтр, кран, диффузор, колено;
г)
гидроцилиндр, дроссель, кла-
пан, сопло.
30. Укажите правильную запись
а) hw  hL  hм ; б) hw  hL / hм ; в) hw  hL  hм ; г) hw  hL  hм .
31. Для измерения скорости потока используется
а) трубка Пито; б) пьезометр; в) вискозиметр; г) трубка Вентури.
32. Для измерения расхода жидкости используется
а) трубка Пито; б) расходомер Пито; в) расходомер Вентури;
г) пьезо-
метр.
34. Установившееся движение характеризуется уравнениями
а)
V  f ( x, y, z, t ); p  ( x, y , z ) ;
б)
V  f ( x, y, z ); p  ( x, y, z ) ;
в)
V  f ( x, y, z ); p  ( x, y, z, t ) ; г) V  f ( x, y , z, t ); p  ( x, y , z, t ) .
35. Расход потока измеряется в следующих единицах
а)
м3; б) м2/с; в) м3 с; г) м3/с.
36. Для двух сечений трубопровода известны величины р1, V1, z1 и z2.
Можно ли определить давление р2 и скорость потока V2?
а) можно; б) можно, если известны диаметры d1 и d2; в)
вестен диаметр трубопровода d1, г)
можно, если из-
нельзя.
37. Неустановившееся движение жидкости характеризуется уравнением
а) V  f ( x, y, z, t ); p  ( x, y, z ) ; б) V  f ( x, y, z ); p  ( x, y, z ) ;
в) V  f ( x, y, z, t ); p  ( x, y, z, t ) ; г) V  f ( x, y, z ); p  ( x, y, z, t ) .
38. Основное уравнение равномерного движения имеет вид
а)
0

V

 R J ; в) 0  R J ; г) 0  R J .
 J ; б)
g
g
g
g
39. По мере движения жидкости от одного сечения к другому потерянный напор
а) увеличивается; б) уменьшается; в) остается постоянным; г) увеличивается при наличии местных сопротивлений.
40. Уровень жидкости в трубке Пито поднялся на 15 см выше уровня
жидкости в пьезометре. Чему равна скорость жидкости в этом сечении?
а) 2,94 м/с; б) 17,2 м/с; в) 1,72 м/с;
г) 8,64 м/с.
Вопросы к зачету
1. Физические свойства жидкости. Идеальная жидкость.
2. Гидростатическое давление и его свойства. Основное уравнение гидростатического давления жидкости.
3. Суммарное давление жидкости на плоскую поверхность. Центр давления жидкости на плоскую поверхность.
4. Суммарное давление, центр давления жидкости на цилиндрическую
поверхность.
5. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и его геометрический и энергетический смысл.
6. Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока реальной
жидкости.
7. Гидравлические элементы потока жидкости. Гидравлический, пьезометрический и геометрический уклон.
8. Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса.
9. Определение потерь напора на трение по длине потока и на местных
сопротивлениях.
10. Расчет гидравлически коротких труб. Построение линии пьезометрического напора.
11. Определение расхода жидкости через отверстия и насадки при постоянном напоре.
12. Гидравлический расчет простого водопровода. Построение линии падения напора.
13. Определение средней скорости движения и расхода жидкости при
равномерном движении.
14. Гидравлический удар в трубах. Пути борьбы с гидравлическим ударом.
15. Гидравлический расчет каналов. Проверка канала на размыв и заиливание.
16. Неравномерное движение жидкости. Удельная энергия сечения потока жидкости. Критическое, спокойное и бурное состояние потока.
17. Скорость звука и число Маха при движении сжимаемой жидкости.
18. Движение грунтовых вод и расчет притока воды к скважинам и дренам.
19. Осушение местности и расчет осушительной сети.
20. Дорожные водопропускные трубы и особенности их расчета.
V. ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ
Учебным планом не предусмотрено
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО
ДИСЦИПЛИНЕ
Основная литература
1.
Лаптев Н.Н.. Гидравлика [Текст] : учеб.: рек. УМО/ Н. Н. Лаптев,
2010. - 270 с.
2.
Петров А.Г.. Аналитическая гидродинамика [Текст] : учеб. пособие /
А.Г. Петров, 2009.- 519 с.
3.
Чугаев P.P. Гидравлика [Текст]: (Техническая механика жидкости):
учеб. / Р. Р.Чугаев, 2008. - 672 с.
Дополнительная литература
1. Кудинов В.А. Гидравлика [Текст] : учеб. пособие: доп. Мин. обр. РФ /
В. А. Кудинов, Э. М. Карташов, 2006. - 176 с.
2. Фабер Т. Е. Гидроаэродинамика [Текст]: [моногр.] / Т. Е. Фабер; Пер.
с англ. В.В. Коляда, Ред. А.А. Павельев, 2001. - 560 с.
3. Ландау Л.Д. Теоретическая физика [Текст]: В 10 т.: учеб. пособие:
Рек. Мин. обр. РФ. Т. 6 : Гидродинамика / под ред. Л. П. Питаевского,
20012003. - 732 с.
4. Овсянников Л.В. Лекции по основам газовой динамики [Текст]:
Учеб.пособие: Доп. Мин. обр. РФ / Л.В. Овсянников , 2003. - 336 с.
5. Гидравлика,
гидромашины
и
гидропневмопривод
[Текст]
:
учеб.пособие: доп. УМС/ под ред. С. П. Стесина, 2007. - 336 с.
6. Лаптев Н.Н. Гидравлика [Текст] : учеб. : доп. УМО/Н. Н. Лаптев,
2007. - 270 с.
7. Метревели В.Н.. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями
[Текст] :учеб.пособие: доп. Мин. обр. РФ / В. Н. Метревели, 2008. - 192 с.
8. Гидравлика - сердце водяного отопления: Рудольф Яушоветц. Вена
ГЕРЦ Арматурен ГмБх. 2005 г. – 199 с.
9. http://pitbooks.ru/gidravlika/ Сборник задач по курсу гидравлики с ре-
шениями : Метревели В.Н. : 2008 г. – 192 с.
10.
http://www.ph4s.ru/book_ph_gidravlika.html
БебенинаТ.
П.Гидравлика. Техническая гидромеханика: Конспект лекций. - Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 2006. - 180 с.
Справочные издания:
1. Касилов В.Ф.. Справочное пособие по гидрогазодинамике для тепло-
энергетикое [Текст]: справочное издание / В.Ф. Касилов, 2000. - 270 с.
2. Яворский Б.М.. Справочник по физике для инженеров и студентов ву-
зов [Текст] /Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, А. К. Лебедев, 2007. - 1055 с.
3. Справочник по физике. Формулы, таблицы, схемы [Текст] / под ред.
X. Штекера;пер. с нем. Т. Н. Зазаевой, 2009. - 1264 с.
4. Справочник по гидравлике [Текст] / под ред. В. А. Большакова. - 2-е
изд., перераб. и доп. - Киев: Вища школа, 1984. - 343 с.
5. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных
труб [Текст] справ, пособие / Ф. А. Шевелев, А. Ф. Шевелев, 2008. - 350 с.
6. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам
[Текст] / по; общ. ред. Б. Б. Некрасова. - 2-е изд, перераб. и доп. - Минск:
Вышэйш. шк., 1985. - 384 с.
7. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и
жидкостей [Текст] / Н. Б. Варгафтик. ред. А. И. Костиенко, С. Ш. Кивилис, В.
И. Скурлатов, 1963. – 708 с.
Электронные образовательные ресурсы
1. Ухеев Г.Ж., Ханхунов Ю.М. Гидравлика. Контрольные задания для
студентов строительных специальностей всех форм обучения. - Улан-Удэ:
Изд-во ВСГТУ, 2002. - 42 с. http://window.edu.ru/resource/410/18410
2. Кордон М.Я., Симакин В.И., Горешник И.Д. Гидравлика: Учебное пособие. - Пенза: ПГУ, 2005. - 71 с. http://window.edu.ru/resource/862/36862
3. Евдокимов Л.И. Гидравлика: Курс лекций по ОПД. - СПб.: СПбГЛТА,
2010. - 106 с. http://window.edu.ru/resource/261/71261
ГЛОССАРИЙ
1
давление, отсчитываемое от полного вакуАбсолютное давлеума
ние
2
Абсолютный
кой
по-
Безнапорное
жение
дви-
3
покой жидкости, при котором действует
только сила тяжести
движение жидкости, при котором имеется
свободная поверхность жидкости
жидкости
Ватерлиния
линия пересечения поверхности плавающего тела с поверх-ностью жидкости
5
Внешние силы
силы, приложенные к частицам рассматриваемого объема жид-кости со стороны
жидкости окружающей этот объем
6
Внутренние силы
силы, возникающие внутри жидкости в результате воздействия на нее внешних сил
4
7
8
Геометрическое
подобие
подобие поверхностей, которые ограничивают потоки жидкостей соответственно модели и натуры
Гидравлика
общепрофессиональная дисциплина, изучающаязаконы покоя и движения жидкостей,
законы взаимодействия жидкости с твердыми телами и способы применения этих законов для решения практических задач
9
жидко-
свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению слоев жидкости относительно друг друга
Вязкость
стей
раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы движения жидкостей и законы
взаимодействия твердых тел с жидкостью
Гидродинамика
10
11
геометрическое, кинематическое и динамичеГидродинамическое
ское подобие потоков несжимаемой жидкости
подобие
12
Гидростатика
раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы покоя жидкостей и твердых тел,
погруженных в жидкость
13
Гидростатический
парадокс
правило, заключающееся в том, что давление
на дно сосуда не зависит от формы сосуда
Динамическое
пропорциональность сил, действующих на
сходственные элементы кинематически подобподоных потоков, и равенство углов, характеризующих направления действия этих сил
14
бие
15
Живое сечение потока сечение, которое в каждой своей точке нормально к векторам скоростей частиц жидкости
жидкости
16
стеклянная трубка с одним запаянным конЖидкостной барометр
цом
17
Жидкость
физическое тело, не обладающее способностью сохранять свою форму (из-за слабой связи
между отдельными ее частицами)
Закон Архимеда
подъемная сила, действующая на тело со стороны жидкости, равна силе тяжести жидкости,
вытесняемой телом
18
гидростатическое давление в любой точке
Закон гидростатиче19
жидкости равно сумме поверхностного давления
ского давления
и давления столба жидкости над этой точкой
20
при установившемся движении жидкости
Закон неразрывности
произведение средней скорости движения на
площадь живого сечения является величиной
постоянной, т.е. vS= const
(основной закон гидродинамики)
потока жидкости
объем тела выше ватерлинии, характеризующий запас подъемной силы
21
Запас плавучести
22
жидкость, которая не обладает свойствами
Идеальная жидкостьтемпературного расширения, сжимаемости и
вязкости, т.е. имеет идеальную подвижность
23
24
Избыточное
(манодавление больше атмосферного
метрическое) давление
появление в воде паровоздушных пузырьков
Кавитация
25
Кинематическое
добие
26
Компрессор
Критическая
27
рость
Ламинарное
28
ние
29
30
31
по- подобие линий тока жидкостей и пропорциональность сходственных скоростей
машина, предназначенная для сжигания и
нагнетания газа
скорость, при которой для данной жидкости и
скоопределенного диаметра трубопроводов происходит смена режимов движения
струйчатое (или слоистое) течение без передвижемешивания частиц жидкости и без пульсации
скорости и давления
точка пересечения подъемной силы с осью
плавания
Метацентр
Метацентрическая
высота
Механический
расстояние от метацентра до центра масс
баро- это гофрированная металлическая коробка, из
которой выкачан воздух
метр
Напорное движение
32
жидкости
33
34
Неравномерное
жение жидкости
Неразрывное
ние
жидкости
движение, при котором поток жидкости со
всех сторон ограничен твердыми стенками
дви- движение, при котором параметры потока переменные
движе-
вид движения, при котором жидкость движется сплошным потоком, образуя сплошную
среду, заполняющую про-странство
35
Остойчивость
способность плавающих тел возвращаться в
исходное по-ложение после того, как они были
выведены из этого поло-жения вследствие воздействия каких-либо внешних сил
36
Ось плавания
ось, проходящая через центр масс плавающего тела и центр водоизмещения
37
Относительное
ление
38
Плавучесть
39
Плотность
40
Пневмопривод
41
Пьезометр
дав- давление по отношению к другим видам давления
это способность тел плавать в полупогруженном состоянии
количество массы жидкости в единице объема
совокупность устройств, в число которых
входит один или несколько объемных пневмодвигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством газа под давлением
вертикальная стеклянная трубка, верхний
конец которой открыт в атмосферу, а нижний
присоединен к сосуду в том месте, где требуется измерить избыточное давление
42
такой вид движения, при котором параРавномерное движеметры, характе-ризующие это движение, не
ние жидкости
меняются по длине потока
43
Разрежение (вакуумметрическое
давление)
44
Расход жидкости
45
Расходомер
давление меньше атмосферного
количество жидкости, проходящее через
данное живое сечение в единицу времени
приборы для измерения расхода жидкости
жидкость, которая обладает всеми физическими свойствами жидкости и является легко
подвижной и однородной
46
Реальная жидкость
47
свойство жидкостей изменять свой объем
Сжимаемость жидкопри изменении давления
стей
48
Температурное
ширение
49
Теплоемкость
мы
50
течение, сопровождающееся интенсивным
Турбулентное движеперемешиванием жидкости и пульсацией
ние
скоростей и давления
51
Удельная
кость
52
Удельный вес
рас-
свойство жидкости изменять свой объем
при изменении тем-пературы
систе-
количество теплоты, необходимое для изменения температуры на 1 К
теплоем-
отношение теплоемкости системы к массе
тела
отношение веса жидкости к его объему
способность жидкости принимать свой
прежний объем после снятия внешней
нагрузки
53
Упругость жидкостей
54
такой вид движения, при котором параУстановившееся двиметры, характери-зующие движение, не изжение жидкости
меняются во времени