1. Сформулируйте определение жидкости, назовите и охарактеризуйте ее основные свойства. Жидкость
Формула Дарси-Вейсбаха, применяемая для определения гидравлических потерь при расчете длинных трубопроводов, записывается так: h
жүктеу/скачать 64,99 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Re = v d / v
| 19. Формула Дарси-Вейсбаха, применяемая для определения гидравлических потерь при расчете длинных трубопроводов, записывается так:
hi = λ×l/4R×v2/2g Поясните физический смысл величин, входящих в формулу, и охарактеризуйте их влияние на величину гидравлических потерь в трубопроводе. Величины, входящие в формулу Дарси-Вейсбаха: λ – коэффициент гидравлических потерь на трение, зависящий от числа Рейнольдса; l – длина трубопровода – чем длиннее трубопровод, тем больше потери; R – гидравлический радиус трубы – чем больше диаметр трубы, тем меньше потери; v – скорость движения жидкости в трубопроводе – зависимость гидравлических потерь на трение от скорости квадратическая, т. е. увеличение скорости в 2 раза приводит к увеличению потерь на трение в 4 раза и т. п.; g – ускорение свободного падения – выполняет функцию постоянного коэффициента. 20. Чем отличается ламинарный режим движения жидкости от турбулентного? Поясните физический смысл числа Рейнольдса и укажите, от каких параметров потока он зависит. Ламинарный режим движения жидкости характеризуется упорядоченным перемещением отдельных слоев и частиц жидкости в потоке, при котором отдельные слои жидкости скользят друг относительно друга, не смешиваясь между собой. Турбулентный режим движения жидкости характеризуется неупорядоченным движением частиц жидкости, перемещающихся по изменяющимся траекториям и интенсивным перемешиванием слоев. Число Рейнольдса устанавливает зависимость режима движения жидкости от основных параметров ее потока – средней скорости и диаметра трубопровода (или другого русла), а также от вязкости жидкости. В общем случае число Рейнольдса определяется по формуле: Re = vd/v, где: v – средняя скорость потока, d – диаметр трубы, v – динамическая вязкость жидкости. При определенных значениях числа Рейнольдса, называемых критическими, возможен переход от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному режиму, и наоборот. 21. Раскройте физический смысл понятия гидравлического удара. От каких параметров жидкости и потока зависит величина повышения давления при гидравлическом ударе. Гидравлическим ударом называют резкое увеличение давления в трубопроводе, обусловленное внезапной остановкой движущейся в нем жидкости. Гидравлический удар наблюдается, например, при встрече с препятствием, при быстром закрывании запорной арматуры трубопроводов или внезапной остановке насосов, перекачивающих жидкость, и т. п. В соответствии с формулой Н. Е. Жуковского величина повышения давления при гидравлическом ударе зависит от плотности жидкости, скорости ее движения по трубе до встречи с препятствием и скорости распространения ударной волны, которая в свою очередь зависит от материала трубы и ее размеров, а также от модуля упругости жидкости. Для предупреждения возникновения гидравлического удара применяют медленно закрывающиеся задвижки, вентили, а также воздушные колпаки и предохранительные клапаны, принимающие энергию удара. 22. Классификация гидравлических насосов. Чем отличаются динамические насосы от объемных; каковы достоинства и недостатки тех и других? Какие типы гидравлических насосов нашли наиболее широкое применение в промышленности и технике? Гидравлические насосы подразделяют на две основные группы – динамические, в которых жидкость перемещается посредством силового взаимодействия с рабочими органами насоса, и объемные, в которых перемещение жидкости осуществляется благодаря уменьшению рабочего объема насоса, сопровождающегося увеличением давления в жидкости. Динамические насосы характеризуются высокими значениями объемной подачи, постоянством подачи, неприхотливостью к загрязнению рабочей жидкости и простотой конструкции; их основной недостаток – низкий КПД. Объемные насосы выгодно отличает возможность создавать высокий напор и давление в напорной магистрали, кроме того они, как правило, имеют относительно высокий КПД. Среди недостатков объемных насосов можно отметить сложность конструкции по сравнению с динамическими насосами и цикличность подачи. Среди многочисленных конструкций гидронасосов наибольшее применение получили: динамические насосы: центробежные, осевые, струйные; объемные насосы: поршневые (в т. ч. аксиально-поршневые и радиально-поршневые), диафрагменные (мембранные), шестеренчатые и пластинчатые насосы. 23. Перечислите основные рабочие параметры гидронасосов и охарактеризуйте их. Работа насосов характеризуется объемной подачей, высотой всасывания, напором, мощностью и КПД. Объемная подача (м3/с или л/с) – объем жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени. Высота всасывания (м) – высота, на которую может подняться жидкость во всасывающей трубе, характеризует способность насоса создавать вакуум в питающей магистрали. Напор (м) – удельная энергия, передаваемая насосом рабочей жидкости (перемещаемой среде); Различают потребляемую и полезную мощность насоса. Потребляемая мощность (Вт, кВт) – мощность, получаемая насосом от привода и необходимая для его функционирования в заданном режиме. Полезная мощность (Вт, кВт) – часть потребляемой мощности, расходуемая на выполнение насосом полезной работы по перекачиванию жидкости (мощность, передаваемая насосом рабочей среде). Потери потребляемой насосом мощности, обусловленные гидравлическими и объемными потерями на утечки, трение, гидравлическое сопротивление и т. п., характеризуются коэффициентом полезного действия насоса – КПД. 24. Сформулируйте закон Авогадро для идеальных газов и поясните его физический смысл. Раскройте суть понятия «киломоль». Согласно закону Авогадро все газы при одинаковом давлении и температуре содержат в равных объемах одинаковое число молекул. Из этого закона следует, что плотности газов при одинаковых давлениях и температурах пропорциональны их молекулярным массам. Киломолем (молем) газа называется масса газа в кг, равная его молекулярной массе. Так, если молекулярная масса кислорода равна 16, значит, киломоль кислорода имеет массу 16 кг. Киломоль газа обозначается греческой буквой μ и измеряется в кг/кмоль. С учетом понятия киломоля закон Авогадро можно сформулировать и так: объем киломоля различных газов при аналогичных физических условиях (давление, температура) одинаков. 25. Сформулируйте законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля для идеальных газов. Закон Бойля-Мариотта утверждает, что произведение абсолютного давления газа на его удельный объем при постоянной температуре есть величина постоянная: pv = const. Закон Гей-Люссака гласит, что при постоянном давлении газа его удельный объем изменяется прямо пропорционально изменению абсолютной температуры: v1/v2 = T1/T2. Закон Шарля заключается в том, что при постоянном удельном объеме абсолютные давления газа изменяются прямо пропорционально изменению абсолютных температур: p1/p2 = T1/T2. 26. Запишите уравнение состояния идеального газа и раскройте его физический смысл. Что такое универсальная газовая постоянная? Уравнение состояния идеального газа, предложенное французским физиком Б. Клайпероном, в общем случае имеет вид: pV/T = R = const, т. е. произведение абсолютного давления газа на его объем и отнесенное к абсолютной температуре этого газа является величиной постоянной, равной коэффициенту R, называемому газовой постоянной. Газовая постоянная для 1 кг газа называется удельной газовой постоянной, и является для данного газа уникальной; ее значение для разных газов можно найти в справочниках. Заменив в уравнении Клайперона объем газа его молекулярным объемом Vμ, а массу – молекулярной массой μ, получим уравнение состояния для 1 киломоля газа: pVμ = μRT, предложенное в таком виде Д. И. Менделеевым. Из этого уравнения определяется универсальная газовая постоянная R0, которая одинакова для всех газов: жүктеу/скачать 64,99 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|