Теоретический материал по гидравлике

Description

Полный теоретический материал для подготовки к экзамену по гидравлике. раскрытые ответы на следующие вопросы(всего 58 стр. )Предмет аэрогидромеханики, ее структура и методы. Теоретические модели жидкости и газа в аэрогидромеханике,Жидкость и газ с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Принципиальные (основные) в аэрогидромеханике параметры состояния жидкости и газаПлотность жидкости. Силы и напряжения, действующие в жидкостиВязкость. Сдвиговая вязкость с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Свойство прилипания жидкости. Закон вязкого трения Ньютона. Зависимость вязкости от температуры и давленияНьютоновские и неньютоновские жидкости и их законы вязкого тренияИзолированная и замкнутая система. Химическое, динамическое, тепловое и термодинамическое равновесие изолированной системы. Время релаксации. Равновесный процессРезультаты смешивания веществ. Понятия химического соединения, раствора, дисперсной системы, механической смеси. Растворимость и ее мерзНапряженное состояние покоящейся жидкостиГидростатическое давление и его виды. Поле давления. Поверхность равного давления и плоскость уровняСжимаемость жидкостей и газов. Коэффициент объемного сжатия и модуль объемной' упругости. Закон Гука. Закон Бойля-Мариогга. Бароклннная и баротропная жидкостьПарообразование и конденсация. Парциальное давление. Давление насыщенного параТепловое расширение жидкостей и газов. Коэффициент теплового расширения. Закон Гей-Люссака. Абсолютный ноль температурыУравнение Эйлера равновесия жидкостиУравнение состояния вещества. Уравнение Клапейрона. Уравнение Клапейрона-МенделееваБарометрическая формула. Основной закон гидростатики для несжимаемой жидкости: его энергетическая и геометрическая интерпретацияСила давления жидкости на плоскую стенку. Центр давления. Гидростатический парадоксСила давления жидкости на криволинейную (цилиндрическую) стенку. Закон АрхимедаТеорема Коши-ГельмгольцаМетод Лагранжа и метод Эйлера изучения движения жидкости. Траектория и линия тока. Ускорение жидкой частицы в методе Лагранжа и методе ЭйлераКлассификация течений (потоков) жидкости. Принцип обратимости движенияВекторная линия (линия тока, вихревая линия) и ее уравнение. Векторная трубка (трубка тока, вихревая трубка). Поток вектора через незамкнутую и замкнутую поверхность (объемный расход, интенсивность вихревой трубки). Дивергенция вектора а (вектора скорости v и вектора вихря rot v )Дивергенция вектора а (вектора скорости v и вектора вихря rot v). Соленоидальное поле вектора а (вектора скорости v и вектора вихря rot v ) и его свойстваТеорема Гаусса-Остроградского для потока вектора а (вектора скорости v и вектора вихря rot v ). Ее следствия для случая div а - 0 (div v = 0 и div rot v = 0 ). Первая теорема Гельмгольца о вихряхИнтеграл вектора а (вектора скорости v и вектора вихря rot v) вдоль незамкнутой и замкнутой линии. Циркуляция вектора а (вектора скорости v и вектора вихря rot v). Предельная циркуляция вектора а (вектора скорости v и вектора вихря rot v ). Теорема Стокса и ее следствие для невихревого поляДве задачи вихревого течения. Формула Био-СавараФункция тока плоского течения. Гидродинамическая сеткаКомплексный потенциал и комплексная скорость. Контурный интеграл от комплексной скоростиСкорость, потенциал скорости, функция тока, линии тока и/эквипотенциальные линии плоского однородного поступательного потокаСкорость, потенциал скорости, функция тока, линии тока и эквипотенциальные линии плоского источника (стока)Скорость, потенциал скорости, функция тока, линии тока и эквипотенциальные линии плоского циркуляционного потокаСкорость, потенциал скорости, функция тока, линии тока и эквипотенциальные линии плоского диполяСкорость, потенциал скорости, функция тока и линии тока при обтекании кругового цилиндра с циркуляцией. Характерные случаи обтекания в зависимости от величины циркуляцииУравнение неразрывности в дифференциальной и интегральной форме. Его физический смысл. Уравнение расходаНапряженное состояние движущейся идеальной жидкости. Адиабатичность течения идеальной жидкостиКавитацияУравнение Эйлера движения идеальной жидкости. Система уравнении для определения состояния движущейся идеальной жидкости. Граничные и начальные условияУравнение Эйлера в форме Громеко-Ламба. Интегрирование уравнения Эйлера. Интеграл Коши-Лагранжа. Интеграл Эйлера. Отличие интеграла Эйлера от интеграла Бер-нулли для установившегося теченияИнтегрирование уравнения Эйлера. Интегралы Бернулли. Интеграл ГромекоОтличие интеграла Эйлера от интеграла Бернулли для установившегося течения. Энергетическая и геометрическая интерпретация интеграла БернуллиИнтегралы Коши-Лагранжа. Эйлера, Бернулли. Громеко для адиабатического движения совершенного газа и несжимаемой жидкостиТеорема Томсона (кинематическая и основная). Теорема Лагранжа. Вторая теорема Гельмгольца о вихряхКоэффициент давления. Распределение скорости и коэффициента давления по поверхности тела при потенциальном обтеканииПарадокс Д'Аламбера-Эйлера. Причины возникновения силы сопротивленияТеорема Жуковского о подъемной силе. Эффект Магнуса. Возникновение подъемной силы на крыле, Гидродинамические реакции при неустановившемся движении тела. Инерционная гидродинамическая сила. Присоединенная масса, присоединенный момент инерции массы и присоединенный статический момент массыМатрица напряжений движущейся вязкой жидкости. Свойство парности касательных напряженийЗакон Стокса. Давление в движущейся вязкой жидкости,Уравнение движения жидкости в напряжениях. Уравнение Навье-Стокса. Система уравнений для определения состояния движущейся вязкой жидкостиФизическое подобие как обобщение понятий геометрического подобия и подобия во времени. Связь между масштабами физических величин в подобных явлениях. Необходимые условия динамического подобияКритерии подобия при моделировании движения в вязкой жидкости. Их совместимость и возможность реализации. Автомодельность подобияЭлементы теории пограничного слоя (структура потока при больших числах Рейнольдса, виды пограничного слоя, отрыв пограничного слоя)Интеграл Бернулли для потока реальной жидкости. Число Рейнольдса и его критическое значение. Распределение скоростей по сечению трубы при ламинарном и турбулентном движении жидкости. Скорость, средняя по поперечному сечению трубы. Коэффициент КориолисаПотери напора на трение по длине трубы. Формула Дарси-Вейсбаха. Формулы Пуазейля, Блазиуса, Альтшуля, Шифринсона и их графическая иллюстрация для труб с правильной и технической шероховатостью (графики Никурадзе и Мурина). Эквивалентная шероховатостьМестные гидравлические сопротивления (их основные виды, формула Вейсбаха, эквивалентная длина местного сопротивления)Основные характеристики истечения жидкости через отверстия и насадки (формула Торичелли; виды истечения; коэффициенты сжатия, скорости и расхода; типы сжатия струи)Особенности истечения жидкости через цилиндрические и конические насадки (эффект подсоса, критический напор)А так же Основные понятия, определения и теоремы, которыми нужно владеть на экзаменеСплошная средаКапельная жидкостьПлотность(средняя и в точке)Напряжение (среднее и в точке'Точка жидкостиТечение и движение жидкостиВязкость (динамическая и кинематическая. сдвиговая и объемная)ПрилипаниеЗакон вязкого трения НьютонаТемпература (средняя и в точке)Абсолютный ноль температурыТермодинамическое равновесиеРавновесный процессДавление (гидростатическое, в идеальной и вязкой жидкости, абсолютное, избыточное, вакууметрическое. атмосферное, избыточное гидродинамическое)Поверхность равного давления и плоскоть уровняНесжимаемая и сжимаемая жидкостьИдеальный (совершенный) газДавление насыщенного параЗакон Бойля-МариоттаЗакон Гей-ЛюссакаЗакон ШарляЗакон Клапейрона иКлапейрона-МенделееваУравнение Эйлера равновесия жидкостиОсновной закон гидростатики для несжимаемой жидкостиДипольУравнение неразрывностиЖивое сечениеСредняя по живому сечению скоростьУравнения Эйлера движения идеальной жидкостиКавитацияИнтегралы Коши-Лагранжа, Эйлера, Бернулли, ГромекоТеорема ТомсонаТеорема ЛагранжаКоэффициент давленияГидродинамическая реакцияСила сопротивленияПодъемная силаПарадокс Д'Аламбера-ЭйлераТеорема ЖуковскогоЭффект МагнусаПрисоединенная массаСвойство парности касательных напряженийГипотеза Стокса для обобщенного закон вязкого трения НьютонаУравнение движения жидкости в напряженияхГеометрическое подобиеПодобие во времениСходственные точки и моменты времениФизическое подобиеМасштаб подобияНеобходимые условия динамического подобияСила давления на плоскую и криволинейную стенкуЗакон АрхимедаТеорема Коши-ГельмгольцаКонвективное и местное ускорениеУстановившееся и неустановившееся течениеПринцип обратимости движенияЛиния тока, вихревая линияТрубка тока, вихревая трубкаДивергенция и циркуляция вектора скорости и вектора вихряСоленоидальное поле и его свойстваТеорема Гаусса-ОстроградскогоТеорема СтоксаПервая и вторая теорема Гельмгольца о вихряхФункция токаГидродинамическая сеткаОсобые и критические точки в потокеИсточник (сток)Плоский циркуляционный потокЧисла Ньютона, Фруда, Рейнольдса, Эйлера, Струхаля и соответствующие им критерии подобияАвтомодельность подобияПограничный слойГидродинамический следВнешний потокИнтеграл Бернулли для потока реальной жидкостиКоэффициент КориолисаФормула Вейсбаха и Дарси-ВейсбахаФормулы Пуазенля, Блазиуса, Альтшуля, ШифринсонаЭквивалентная шероховатостьФормула Торичелли, приведенный напорКоэффициенты сжатия, скорости и расхода при истечении жидкости через отверстие или насадокКритический напор при истечении жидкости через насадок