В закрытом сосуде эпюра
Эта статья описывает, как правильно строить эпюру гидростатического давления. Этот материал полезен в первую очередь студентам, изучающим курс механики жидкости и газа (гидравлики).
Эпюра давления — это графическое изображение распределения гидростатического давления по стенке или по длине какого-либо контура
Как правило, эпюру давления строят от избыточного гидростатического давления. О видах давления подробно можно прочитать в этойстатье сайта Проводу.рф.
Построение эпюры давления заключается в расчете давления в различных точках контура (стенки), на который давит жидкость, в и откладывании этой величины давления в виде отрезка перпендикулярно контуру в определенном масштабе.
Расчет давления выполняют по формуле (основное уравнение гидростатики):
Здесь Px — избыточное давление (превышение над атмосферным), Па; ρ — плотность жидкости, кг/м3 ; g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2 ; h — глубина (высота столба жидкости над точной), м.
Далее рассмотрим различные случаи, связанные с построением эпюры гидростатического давления — от самого простого к наиболее трудному.
1 Эпюра давления жидкости на вертикальную стенку
Когда мы имеем дело с вертикальной плоской стенкой, нам бессмысленно считать давление в каждой точке, достаточно всего в двух: сверху в месте, где находится свободная поверхность (уровень) жидкости — точка 1, и снизу на дне, точка 2.
В данном случае избыточное давление в точке 1: p1 = 0 Па,
Избыточное давление в точке 2: p2 = ρ g H.
2 Эпюра давления на наклонную стенку
Практически ничем не отличается случай, когда рассматривается давление на наклонную стенку. Значение давления, рассчитанное по основному уравнению гидростатики, откладывается перпендикулярно стенке. Опять же достаточно определить давление в двух точках — сверху и снизу. Сверху, если резервуар открытый, до давление будет равно 0 Па. Снизу на дне — ρ g h.
3 Эпюра давления на наклонную стенку + на поверхности жидкости есть избыточное давление
Если на поверхности жидкости есть избыточное давление p0, то его величина, согласно основному уравнению гидростатики, будет добавлена во всех точках наклонной стенки. Тогда к эпюре-треугольнику добавится еще прямоугольник, ширина которого равна p0 .
Итоговая эпюра будет иметь форму трапеции.
4 Эпюра давления на криволинейную поверхность
Построение эпюры давления на криволинейную поверхность требует вычисления давления во многих точках этой поверхности, а значения давления откладываются по нормали к соответствующим точкам. То есть нужно выбрать несколько точек ( сколько — зависит от масштаба схемы, но чтобы была возможность изобразить по этим точкам именно криволинейную, а не ломанную линию), и вычислить в них давление по основному уравнению гидростатики.
5 Эпюра двухстороннего давления, с двух сторон щита одинаковая жидкость
При наличии жидкости с двух сторон щита, необходимо строить отдельно две эпюры гидростатического давления (два треугольника — слева и справа). После этого эпюра справа вычитается из большой эпюры слева, и остается трапеция, которая учитывает давление и слева, и справа.
Т.е. наличие уровня жидкости справа частично компенсирует то давление, которое создает жидкость слева.
6 Эпюра двухстороннего давления, когда с двух сторон щита находятся жидкости с разными плотностями
Здесь синим цветом показана эпюра для жидкости справа, которая «вырезается» из эпюры для жидкости слева. Т.е. во всех точках щита в той части, где вода находится с двух сторон, вычисляется разница давлений слева и справа. Эта разница и позволит построить результирующую эпюру давления (показана черным цветом).
7 Эпюра давления жидкости на стенку сложной формы, содержащую вогнутую область
Принципиально данная задача ничем не отличается от предыдущих: в каждой точке контура мы вычисляем давление и в масштабе откладываем его значение по нормали к контуру.
С точки зрения графического построения, здесь возможно поступить следующим образом: сначала построить эпюру-треугольник. Он показывает, как увеличивается давление с глубиной. При этом он позволяет нам в виде отрезка получить давление в каждой точке. И дальше останется только перенести эти отрезки в соответствующие точки нашего контура. С верхней и нижней стенками при этом не должно возникнуть проблем. Эпюру для вогнутой области строим по принципу случая 4. Удобнее всего будет наметить несколько точек на этом вогнутом контуре, затем провести к ним касательные линии, и отложить значение давления, посчитанное заранее или взятое из треугольника в виде отрезка, перпендикулярно этим касательным. Эффект достигнут.
Источник
УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ. При решении задач на тему гидростатического давления необходимо различать и не
При решении задач на тему гидростатического давления необходимо различать и не смешивать понятия абсолютного давления РА, избыточного давления Р, вакуума РВАК , знать взаимосвязь между давлением (Па) и соответствующей ей пьезометрической высотой (h), уяснить понятие напора, знать закон Паскаля и свойства гидростатического давления.
При определении давления в точке объема или на точку площадки используется основное уравнение гидростатики (1.1.13).
При решении задач с системой сосудов необходимо составить уравнение абсолютных давлений, обеспечивающих неподвижность системы, т.е. равенства нулю алгебраической суммы всех действующих давлений. Уравнение составляется для какой — либо поверхности равного давления, выбранной в качестве поверхности отсчета.
Все единицы измерения величин следует принимать в системе СИ: масса – кг; сила – Н; давление – Па; линейные размеры, площади, объемы – м, м 2 , м 3 .
ПРИМЕРЫ
Пример 1.1.1. Определить изменение плотности воды при ее нагревании от t1= 7 о С до t2 = 97 о С, если коэффициент температурного расширения bt =0,0004 о С -1 .
Решение. При нагревании удельный объем воды увеличивается от V1 до V2.
По формуле (1.1.1) плотность воды при начальной и конечной температурах составляет:
Так как масса воды постоянна, то изменение плотности выражается:
Из формулы (1.4) увеличение объема воды
, тогда
Примечание: изменение плотности жидкости при сжатии определяется аналогично с использованием коэффициента объемного сжатия по формуле (1.1.2). При этом V2 = V1 — DV.
Пример 1.1.2. Определить объем расширительного бачка системы водяного охлаждения вместимостью 10 литров при нагревании от температуры t1 = 15 о С до t2 = 95 о С при давлении, близком к атмосферному.
Решение. Без учета коэффициента запаса объем бачка равен дополнительному объему воды при температурном расширении. Из формулы (1.1.4) увеличение объема воды
.
Плотности воды принимаем по таблице 1: r1 = 998,9 кг/м 3 , r2 = 961,8 кг/ м 3 . Коэффициент температурного расширения определяем по формуле (1.1.5):
Первоначальный объем V =10л = 10 . 10 -3 м 3 = 0,01 м 3 .
Дополнительный объем воды:
DV = 10 . 10 -3 (95 -15) 0,46 . 10 -3 = 368 . 10 -6 м 3 = 0,368 л
Пример 1.1.3. В охлаждаемом сосуде газ, имеющий первоначальное давление Р1 = 10 5 Па. и занимающий объем V1 = 0,001 м 3 , сжимается до давления Р2 = 0,5 . 10 6 Па. Определить объем газа после сжатия.
Решение. В случае охлаждаемого сосуда процесс является изотермическим (t = const) при котором уравнение состояния газа (1.1.8) принимает вид:
Откуда определяем объем газа после сжатия
V2= Р1 V1 / Р2 = 1 . 10 5 . 0.001 / 0,5 . 10 6 = 0,0002 м 3 =0,2 л.
Пример 1.1.4. Определить объем воды, который необходимо дополнительно подать в трубопровод диаметром d = 500 мм и длиной L = 1км, заполненный водой перед гидравлическим испытанием при атмосферном давлении и температуре t = 20 о С, для повышения давления в нем на DР = 5 . 10 6 Па. Материал труб считать абсолютно жестким.
Решение. Для определения дополнительного объема воды, который необходимо подать используем соотношение (1.1.2):
=
Первоначальный объем воды в трубопроводе равен объему трубопровода:
Приняв по справочным данным модуль объемной упругости воды
Е = 2 . 10 9 Па, определяем коэффициент объемного сжатия:
bV = 1 /Е = 1 / 2 . 10 9 = 5 . 10 -10 , Па -1
Преобразовывая соотношение (1.1.2) относительно DV, получаем:
Выражая DV, получаем искомый дополнительный объем:
Пример 1.1.5. Определить среднюю толщину отложений dОТЛ в трубопроводе внутренним диаметром d = 0,3 м и длиной L = 2 км, если при выпуске воды в количестве DV =0,05 м 3 давление в нем падает на величину DР = 1 . 10 6 Па.
Решение. Взаимозависимость изменения объема и давления воды характеризуется модулем объемной упругости.
Принимаем: Е = 2 . 10 9 Па.
Из формул (1.1.2) и (1.1.3) находим объем воды в трубопроводе с отложениями:
Этот же объем равен вместимости трубопровода:
Откуда определяем средний внутренний диаметр трубы с отложениями
Средняя толщина отложений составляет:
Пример 1.1.6. Вязкость нефти, определенная по вискозиметру Энглера, составляет 8,5 о Е. Вычислить динамическую вязкость нефти, если ее плотность r = 850 кг/м 3 .
Решение. По эмпирической формуле Убеллоде (1.1.9) находим кинематическую вязкость нефти:
n = (0,0731 о Е – 0,0631 / о Е) 10 -4 =
= (0,0731 . 8,5 – 0.0631/8,5) = 0,614 . 10 -4 м 2 /с
Динамическую вязкость находим из соотношения (1.1.7):
m = n r = 0,614 . 10 -4 . 850 = 0,052 Па . с.
Пример 1.1.7. Определить высоту подъема воды в капиллярной трубке диаметром d = 0,001 м при температуре t = 80 О С.
Решение. По справочным данным находим:
плотность воды при температуре 80 О С r = 971,8 кг/м 3 ;
поверхностное натяжение воды при температуре 20 О С sО = 0,0726 Н/м;
коэффициент b = 0,00015 Н/м О С.
По формуле (1.1.11) находим поверхностное натяжение воды при температуре 80 О С:
s = sО — b Dt = 0,0726 – 0,00015 . (80 -20) = 0,0636 Н/м
По формуле (1.1.12) изменение поверхностного давления, определяющего высоту капиллярного поднятия hКАП, составляет:
РПОВ = 2s / r или r g hКАП = 2s / r ,
откуда находим высоту подъема воды в трубке:
hКАП = 2 s / r g r = 2 . 0,0636 / 971,8 . 9,81 . 0,0005 =
= 0,1272 / 4,768 = 0,027 м =2,7 см.
Пример 1.1.8. Определить абсолютное гидростатическое давление воды на дно открытого сосуда, наполненного водой. Глубина воды в сосуде h = 200 см. Атмосферное давление соответствует 755 мм рт. ст. Температура воды 20 о С. Выразить полученное значение давления высотой ртутного столба (rРТ = 13600 кг/м 3 ) и водного столба.
Решение: По основному уравнению гидростатики для открытого резервуара абсолютное давление в любой точке объема определяется по формуле (1.1.14):
По таблице 1 принимаем плотность воды при температуре 20 о С:
Переводя единицы измерения атмосферного давления и глубины воды в сосуде в систему СИ, определяем абсолютное давление на дне сосуда:
РА = 755 . 133,322 + 998.23 . 9,81 . 2 =
= 100658 + 19585 = 120243 Па =120,2 КПа
Находим соответствующую высоту ртутного столба:
hА = Р/ rРТ g =120243 /13600 . 9,81 = 0, 902 м.
Находим высоту водного столба, соответствующую данному абсолютному давлению:
hА = РА / r g = 120243 / 998,23 . 9,81 = 12, 3 м.
Это означает, что если к уровню дна сосуда присоединить закрытый пьезометр (трубку, в которой создан абсолютный вакуум), то вода в нем поднимется на высоту 12,3 м. Давление этого столба воды уравновешивает абсолютное давление, оказываемое на дно сосуда жидкостью и атмосферным давлением.
Пример 1.1.9. В закрытом резервуаре с водой давление на свободной поверхности РО =14,7 . 10 4 Па. На какую высоту Н поднимется вода в открытом пьезометре, присоединенном на глубине h = 5 м. Атмосферное давление соответствует hа = 10 м вод. ст.
Решение. Для решения данной задачи необходимо составить уравнение равенства абсолютных давлений со стороны резервуара и со стороны пьезометра относительно выбранной плоскости равного давления. Выберем плоскость равного давления 0-0 на уровне свободной поверхности в резервуаре.
Абсолютное давление со стороны резервуара на выбранном уровне равно поверхностному давлению:
Абсолютное давление на том же уровне со стороны жидкости в пьезометре складывается из атмосферного давления Ра и давления воды высотой h1:
Так как система находится в равновесии (покое), то абсолютные давления со стороны резервуара и со стороны пьезометра уравновешиваются. Приравнивая правые части равенств (1) и (2), получим:
Величина атмосферного давления в системе СИ составляет:
Ра = 9,806 . 10 000 мм = 9,806 . 10 4 Па.
Находим высоту превышения уровня воды в пьезометре над выбранной плоскостью равного давления:
h1 = (РО — Ра ) / r g = (14,7 . 10 4 — 9,806 . 10 4 ) /1000 . 9,81 = 5 м.
Это превышение не зависит от точки подключения пьезометра, так как давления столбов жидкости высотой h ниже плоскости сравнения слева и справа взаимно компенсируются.
Общая высота воды в пьезометре больше высоты h1 на глубину погружения точки присоединения пьезометра. Для данной задачи
Н = h1 + h = 5 + 5 = 10 м.
Примечание: аналогичный результат можно получить, выбрав в качестве плоскости равного давления уровень подключения пьезометра.
Пример 1.1.10. Построить эпюру абсолютного давления жидкости на ломаную стенку в открытом резервуаре.
Решение. Абсолютное давление в случае открытого резервуара определяется по формуле (1.1.14):
РА = Ра + r g h, т.е. избыточное давление в каждой точке увеличивается на величину поверхностного давления (закон Паскаля).
Избыточное давление определяется:
в т. С: Р = r g . 0 = 0
Отложим значение избыточного давления в точке В по нормали к стенке СВ и соединим с точкой С. Получим треугольник эпюры избыточного давления на стенку СВ. Для построения эпюры абсолютного давления в каждой точке необходимо добавить значение поверхностного давления (в данном случае атмосферного).
Аналогично ведется построение эпюры для отрезка АВ: Отложим значения избыточного давления в точке В и в точке А в направлении нормали к линии АВ, соединим полученные точки. Абсолютное давление получаем, увеличивая длину вектора на величину, соответствующую атмосферному давлению.
Пример 1.1.11. Определить абсолютное давление воздуха в сосуде с водой, если показание ртутного манометра h = 368 мм, Н = 1 м, плотность ртути rРТ =13600 кг/м 3 . Атмосферное давление соответствует 736 мм рт.ст.
Выберем свободную поверхность ртути в качестве поверхности равного давления. Атмосферное давление на поверхности ртути уравновешивается абсолютным давлением воздуха в сосуде РА, давлением столба воды высотой Н и столба ртути высотой h.
Составим уравнение равновесия и определим из него абсолютное давление воздуха (переводя все единицы в систему СИ):
= 736 . 133,3 — 1000 . 9,81 . 1 — 13600 . 9,81 . 0,368 = 39202 Па
Так как абсолютное давление воздуха в сосуде меньше атмосферного, то в сосуде имеет место вакуум, равный разности атмосферного и абсолютного давлений:
РВАК = Ра – РА = 736 . 133,3 — 39202 = 58907 Па = 59 КПа.
Примечание: тот же результат можно получить, выбрав в качестве поверхности равного давления свободную поверхность воды в сосуде или поверхность раздела воды и ртути.
Пример 1.1.12. Определить избыточное давление РО воздуха в напорном баке по показаниям батарейного ртутного манометра. Соединительные трубки заполнены водой. Отметки уровней даны в м. Какой высоты должен быть пьезометр для измерения этого давления?
Решение. Избыточное давление РО = РА – Ра в баке уравновешивается давлением столбов ртути и воды в манометре.
Давления взаимно уравновешивающихся высот на участках изгиба манометра из рассмотрения исключаем. Суммируя (с учетом направления действия давления) показания манометра от открытого конца до уровня свободной поверхности, составим уравнение равновесия:
= rРТ g (1,8 – 0,8 +1,6 – 0,6) — rВ g (1,6 – 0,8 + 2,6 – 0,6) =
=13600 . 9,81 . 2 – 1000 . 9,81 . 2.8 = 239364 Па = 0,24 МПа
Из формулы (1.16) находим высоту столба воды, соответствующую избыточному давлению РО:
hИЗБ = РО / rВ g = 0,24 . 10 6 / 1000 . 9,81= 24,5 м
Высота пьезометра выше на величину превышения свободной поверхности воды в баке над плоскостью с нулевой отметкой:
Н = hИЗБ + 2,6 = 27,1 м.
Пример 1.13. Определить толщину s стальной стенки бака диаметром D = 4 м для хранения нефти (rН = 900 кг/м 3 ) при высоте слоя нефти Н = 5 м. Давление на поверхности нефти РО = 24,5 . 10 4 Па. Допустимое напряжение на растяжение материала стенки s = 140 МПа.
Решение. Расчетная толщина стенки круглого бака (без коэффициента запаса) определяется из условия сопротивления максимальному избыточному давлению. Атмосферное давление в баке не учитывается, так как оно компенсируется атмосферным давлением с внешней стороны бака.
Максимальное избыточное давление Р стенка испытывает у дна:
= 24,5 . 10 4 + 900 . 9,81 . 5 – 10 . 10 4 = 18,91 . 10 4 Па
Расчетная толщина стенки определяется по формуле:
Пример 1.1.14.Определить перепад давлений воды в вертикальном трубном кольце, если в точке А она нагревается до температуры t1 = 95 о С, а в точке В остывает до t2 = 70 о С. Расстояние между центрами нагревания и охлаждения h1 = 12 м.
Решение. Перепад давлений обусловлен разностью гидростатических давлений столба горячей воды в левой трубе и остывшей воды в правой трубе.
Давления столбов воды высотой h2 в левой и правой трубах взаимно уравновешиваются и в расчете не учитываются, так как температура воды в них и, соответственно, плотность, одинаковы. Аналогично исключаем из расчета давления в левом и правом стояках высотой h3.
Перепад давлений составляет:
Принимаем по справочным данным (таблица 1) плотности воды при температуре t1 = 95 о С и t2 = 70 о С: rГ = 962 кг/м 3 , rО = 978 кг/м 3
Находим разность давлений
DР = g h1 (r2 — r1) = 9,81 . 12 (978 –962) = 1882 Па.
Пример 1.1.15. а) Определить избыточное давление воды в трубе, если РМАН = 0,025 МПа, Н1 = 0,5 м, Н2 = 3 м.
б)Определить показания манометра при том же давлении в трубе, если вся трубка заполнена водой, Н3 =5 м.
а)Решение. Избыточное давление в трубе уравновешено поверхностным давлением РО = РМАН в точке подключения манометра и системой столбов воды и воздуха в трубке. Давлением столбов воздуха можно пренебречь ввиду незначительности.
Составим уравнение равновесия с учетом направления давления столбов воды в трубке:
= 0,025 + 1000 . 9,81 . 10 -6 (3 – 0,5) = 0,025 + 0,025 = 0,05 МПа
б) Решение. Уравнение равновесия для данного случая
откуда РМАН = Р — rВОД g Н3 = 0,05 — 1000 . 9,81 . 10 -6 . 5 = 0,05 – 0,05 = 0 МПа.
Источник
Источник
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Вариант 1
1. Вопрос. Правильное определение науки «Гидравлика»: гидравлика — это…
Ответы:
a) часть механики, изучающая законы равновесия и движения жидкостей (газов)
b) раздел механики твердого тела, изучающий законы равновесия и движения жидкостей (газов)
c) раздел физики сплошной среды, изучающий законы равновесия и движения идеальных и реальных жидкостей
d) наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и способы приложения этих законов к решению задач инженерной практики
2. Вопрос. Сжимаемостью жидкости называют свойство жидкости…
Ответы:
a) изменять свое состояние (переход из жидкого в газообразное состояние) с изменением объема при постоянном давлении
b) изменять свой объем при изменении давления
c) сохранять свой объем при изменении температуры
d) оказывать сопротивление относительному сдвигу слоев при изменении объема
3. Вопрос. Единицей измерения средней скорости является…
Ответы:
a) с/м3
b) м/с
c) с/см4
d) м2/с
4. Вопрос. Эпюра скоростей жидкости по живому сечению в широком прямоугольном канале при ламинарном режиме движения имеет вид…
Ответы:
a) гиперболы
b) прямоугольника
c) прямой линии
d) параболы (параболоида)
5. Вопрос. Отношение максимальной скорости жидкости к средней скорости в круглой трубе при ламинарном режиме движения равно…
Ответы:
a) 1,5
b) 1,0
c) 1,2
d) 2,0
6. Вопрос. Два открытых бака соединены простым длинным трубопроводом постоянного диаметра 100 мм (расходная характеристика К = 53,9 л/с). Если перепад уровней в баках составляет 2,5 м, а длина его 25 м, то расход жидкости в трубе равен… л/с
Ответы:
a) 17,05
b) 34,1
c) 26
d) 2,6
7. Вопрос. Существуют следующие режимы движения жидкости…
Ответы:
a) струйчатый и пузырьковый
b) входной и выходной
c) прямо и кривоструйный
d) ламинарный и турбулентный
8. Вопрос. Кинематическая вязкость определяется следующей зависимостью…
Ответы:
a)
b)
c)
d)
9. Вопрос. Сущность гипотезы сплошности заключается в том, что жидкость рассматривается как…
Ответы:
a) континуум, непрерывная сплошная среда
b) среда, имеющая разрывы и пустоты
c) сложная среда с растворенными газами, веществами, имеющая разрывы и пустоты
d) неподвижное твердое или жидкое тело, при определенной температуре и давлении
10. Вопрос. Единицей измерения площади живого сечения является…
Ответы:
a) см4
b) м3
c) м
d) м2
11. Вопрос. Модельные жидкости в «Гидравлике» применяют для…
Ответы:
a) упрощения строения жидкости
b) облегчения применения уравнений механики
c) усложнения теории механики жидкости
d) усложнения строения жидкости
12. Вопрос. При установившемся движении скорость частицы жидкости зависит…
Ответы:
a) только от времени
b) от времени и координат
c) только от координат
d) от ординаты X и времени
13.Вопрос. Взаимосвязь между плотностью и удельным весом жидкости определяется формулой…
Ответы:
a)
b)
c)
d)
14. Вопрос. Точка присоединения открытого пьезометра заглублена на 8 м под уровень воды, а избыточное давление над свободной поверхностью составляет 0,2 атм. Тогда высота подъема воды в открытом пьезометре равна … м.
Ответы:
a) 8
b) 2
c) 10
d) 6
15. Вопрос. Исследование натурного состояния явления, выполняется с использованием методов имеющих иную физическую природу, однако описываемое теми же математическими зависимостями, которые описывают натурное явление, при… моделировании.
Ответы:
a) натурном
b) аналоговом
c) математическом
d) физическом
16. Вопрос. Вязкостью жидкости называют свойство жидкости…
Ответы:
a) оказывать сопротивление относительному сдвигу слоев
b) изменять плотность при изменении температуры
c) изменять свой объем при изменении давления на 1 Па
d) переходить из жидкого в газообразное состояние при изменении температуры
17. Вопрос. Две категории сил, которые могут действовать в жидкостях и газах, — это…
Ответы:
a) инерции и трения
b) массовые и поверхностные
c) трения и тяжести
d) давления и напряжения
18. Вопрос. Шероховатость стенок русла на потери напора по длине при ламинарном режиме движения…
Ответы:
a) влияет, если она зависит от числа Рейнольдса
b) не оказывает влияние
c) влияет в случае, если она относительная
d) влияет в случае, если она абсолютная
19. Вопрос. Трубы называются гидравлически гладкими, если…
Ответы:
a) толщина вязкого подслоя больше абсолютной шероховатости
b) толщина вязкого подслоя равна абсолютной шероховатости
c) абсолютная шероховатость пренебрежительно мала
d) толщина вязкого подслоя меньше абсолютной шероховатости
20. Вопрос. Пьезометрический уклон при расчете простого длинного трубопровода представляет собой…
Ответы:
a) отношение потерь по длине к длине участка
b) отношение потерь по длине к сумме местных потерь
c) отношение местных потерь к длине участка
d) сумму потерь по длине и местных потерь к длине участка
21. Вопрос. Необходимый напор в начале магистрали (или высота водонапорной башни) при расчете сложного разветвленного незамкнутого трубопровода в случае горизонтальной местности определяется как…
Ответы:
a) сумма потерь на всех участках магистрали и необходимого свободного напора в конце магистрали
b) сумма всех потерь на участках магистрали
c) сумма всех местных потерь
d) сумма всех потерь на участках магистрали и боковых ответвлений
22. Вопрос. Коэффициент местных сопротивлений в большинстве случаев находится…
Ответы:
a) расчетными способами по эмпирическим формулам
b) по справочникам, составленным на основе эмпирических исследований
c) расчетным способом по теоретическим формулам
d) путем математических выводов
23. Вопрос. Коэффициент (коэффициент Кориолиса) равен отношению действительной __________энергии массы жидкости, протекающей через живое сечение, к кинетической энергии, вычисленной в предположении, что во всех точках живого сечения местные скорости равны средней скорости.
Ответы:
a) сумме кинетической и потенциальной
b) разнице кинетической и потенциальной
c) потенциальной
d) кинетической
24. Вопрос. В открытом сосуде эпюра избыточного давления на вертикальную или наклонную стенку имеет вид…
Ответы:
a) прямоугольника
b) прямоугольного треугольника
c) квадрата
d) трапеции
25. Вопрос. Смоченный периметр для полукруглого живого сечения с радиусом 0,4 м равен… м
Ответы:
a) 1,256
b) 2,512
c) 0,628
d) 0,314
26. Вопрос. Заполните пропуск. Благодаря ___________, стало возможным получение дифференциальных уравнений равновесия и движения жидкости.
Ответы:
a) гипотезе сплошности
b) постоянству давления
c) растворимости
d) постоянству температуры
27. Вопрос. Сопротивление растяжению может возникать только в …
Ответы:
a) жидкостях под атмосферном давлении
b) дегазированных жидкостях
c) газах
d) жидкостях давление в которых более атмосферного
28. Вопрос. Корректив кинетической энергии потока при ламинарном движении жидкости в трубе (коэффициент Кориолиса) равен…
Ответы:
a) 1,5
b) 1,33
c) 2,0
d) 1,0
29. Вопрос. Расходы жидкости на каждом участке при последовательном соединении трубопроводов…
Ответы:
a) увеличиваются по длине участков
b) уменьшаются по длине участков
c) равны
d) изменяются пропорционально диаметру трубы
30. Вопрос. Относительной шероховатостью называют отношение …
Ответы:
a) абсолютной шероховатости к радиусу трубы
b) диаметра трубы к абсолютной шероховатости
c) радиуса трубы к абсолютной шероховатости
d) абсолютной шероховатости к диаметру трубы
31. Вопрос. Если — линейный размер, – скорость, — время, — ускорение, то геометрическое подобие записывается формулой…
Ответы:
a) =
b) =
c) =
d) =
32. Вопрос. Уравнение Бернулли для установившегося движения невязкой жидкости при действии сил тяжести и сил давления имеет вид…
Ответы:
a) z ++
b) z ++
c) z +
d) z ++
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова”
(СЛИ)
УТВЕРЖДАЮ: Зав. кафедрой “ТиГ” _________Т. Л. Леканова Протокол № 9 от « 11 » мая 2012г. | Кафедра: Теплотехники и гидравлики Дисциплина: Гидравлика Направления бакалавриата: Агроинж, Агроинж (ЭиЭ), ТМиО (МиОЛК), Строит (ПиГС), Строит, Строит (АД), ТТП (ОПиУнаАТ) Для: всех форм обучения |
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Вариант 2
1. Вопрос. Форма свободной поверхности во вращающемся сосуде зависит…
Ответы:
a) от частоты вращения и плотности жидкости
b) только от частоты вращения
c) от частоты вращения и вязкости
d) только от вязкости
2. Вопрос. Сечение с максимальным вакуумом в сифоне расположено…
Ответы:
a) в самой верхней части трубы
b) непосредственно перед конечным сечением трубы
c) непосредственно у начального сечения трубы
d) посередине трубы
3. Вопрос. Повышение горизонта жидкости в сосуде над выходным сечением трубы при расчете длинного простого трубопровода с последовательным соединением участков разного диаметра и истечением в атмосферу, определяется как сумма…
Ответы:
a) всех местных потерь и потерь по длине всех участков
b) всех потерь каждого участка и скоростного напора на выходе из трубы
c) местных потерь по длине всех участков
d) потерь по длине каждого участка
4. Вопрос. Коэффициент сопротивления при резком сужении потока, если диаметр круглой трубы уменьшается в три раза, а коэффициент отнесен к скоростному напору после сужения, равен…
Ответы:
a) 0,88
b) 0,44
c) 0,33
d) 0,22
5. Вопрос. Уравнение Бернулли для потока реальной вязкой жидкости имеет вид…
Ответы:
a) ++=H
b) ++=++= const.
c) ++=+++
d) ++=+++
6. Вопрос. Если — линейный размер, — скорость, — сила, — объем, то динамическое подобие записывается формулой…
Ответы:
a) =
b) =
c) =
d) =
7. Вопрос. Дифференциальные уравнения движения невязкой жидкости (уравнения Эйлера) имеют вид…
Ответы:
=;
a) =;
=.
=;
b) =;
=.
=;
c) =;
=.
=;
d) =;
=.
8. Вопрос. Гидростатическим давлением в точке является…
Ответы:
a) предел отношения силы давления к площади, на которую оно действует, при стремлении площади к нулю
b) среднее гидростатическое давление деленное на площадь, при стремлении площади к бесконечности
c) частное от деления силы давления на площадь, при стремлении площади к бесконечности
d) произведение среднего гидростатического давления на площадь, при стремлении площади к нулю
9. Вопрос. Приблизительная сила избыточного гидростатического давления в закрытом сосуде на вертикальную прямоугольную стенку, заглубленную по верхнюю кромку равна … кН. При условии, что высота стенки 2 м, а ширина 8 м. Поверхностное избыточное давление составляет 50кПа.
Ответы:
a) 900
b) 160
c) 960
d) 1120
10. Вопрос. Потенциальное движение является…
Ответы:
a) вихревым или безвихревым, в зависимости от давления
b) вихревым или безвихревым, в зависимости от скорости
c) всегда вихревым
d) всегда безвихревым
11. Вопрос. Потенциальный напор в покоящейся однородной жидкости величина постоянная…
Ответы:
a) только при открытом сосуде
b) только для всех одинаково заглубленных точек
c) для всех точек данного объема
d) только при закрытом сосуде
12. Вопрос. Коэффициент гидравлического трения при ламинарном режиме движения зависит от…
Ответы:
a) коэффициента шероховатости стенок и числа Рейнольдса
b) числа Рейнольдса
c) расхода жидкости
d) коэффициента шероховатости стенок
13. Вопрос. Простым называют трубопровод…
Ответы:
a) постоянного диаметра
b) не имеющий местных потерь
c) не имеющий поворотов
d) с постоянным расходом и не имеющий боковых ответвлений
14. Вопрос. При преобладающем влиянии сил тяжести потоки моделируются по критерию…
Ответы:
a) Эйлера
b) Архимеда
c) Рейнольдса
d) Фруда
15. Вопрос. Принятым обозначением объемного расхода является…
Ответы:
a) Q
b) G
c) S
d) V
16. Вопрос. Единицами измерения коэффициента динамической вязкости являются…
Ответы:
a) Па
b) Па. с
c) кг/м2
d) Ст
17. Вопрос. При расчете длинного трубопровода потери напора на каждом участке в случае параллельного соединения участков…
Ответы:
a) больше при большей длине участка
b) больше при меньшем диаметре участка
c) зависят от длины и диаметра участков
d) равны
18. Вопрос. Для прямоугольной стенки сила гидростатического давления может быть определена как площадь эпюры давления умноженная на …
Ответы:
a) ускорение силы тяжести
b) ширину стенки
c) плотность жидкости
d) скорость движения жидкости
19. Вопрос. Точка присоединения открытого пьезометра заглублена на 4 м под уровень воды, а абсолютное давление над свободной поверхностью составляет 1,3 атм. Тогда высота подъема воды в открытом пьезометре равна … м.
Ответы:
a) 3
b) 7
c) 17
d) 4
20. Вопрос. Поверхности равного давления в покоящейся жидкости, находящейся под действием только силы тяжести, располагаются…
Ответы:
a) всегда вертикально
b) горизонтально только в открытом сосуде
c) всегда горизонтально
d) вертикально только в открытом сосуде
21. Вопрос. Понятие средней скорости потока используется…
Ответы:
a) только при параллельноструйном движении
b) при плавно изменяющемся и параллельноструйном движении
c) при всех видах установившегося движения
d) только при плавно изменяющемся движении
22. Вопрос. Коэффициент местных потерь на входе потока в трубу из бассейна или бака равен …
Ответы:
a) 5,0
b) 1,0
c) 0,5
d) 2,0
23. Вопрос. Пьезометрическая линия при равномерном заборе жидкости из трубопровода имеет вид…
Ответы:
a) прямой горизонтальной
b) прямой падающей
c) кривой, падающей выпуклостью вниз
d) кривой, падающей выпуклостью вверх
24. Вопрос. Модуль расхода (расходная характеристика) является функцией…
Ответы:
a) шероховатости и диаметра
b) шероховатости и материала
c) расхода и шероховатости
d) расхода и диаметра
25. Вопрос. Потери напора по длине при турбулентном режиме в области гладких русел пропорциональны средней скорости в степени…
Ответы:
a) 1,75
b) 1,5
c) 2,0
d) 1,0
26. Вопрос. С увеличением длины трубы пьезометрический уклон…
Ответы:
a) увеличивается
b) меняется в зависимости от величины потерь
c) уменьшается
d) не меняется
27. Вопрос. Трубопровод можно считать коротким…
Ответы:
a) если местные потери составляют более 10% от потерь по длине
b) при длине менее 10 м
c) при длине менее 1000 м
d) если местные потери составляют 3-5% от потерь по длине
28. Вопрос. Метод электрогидродинамических аналогий предложен…
Ответы:
a) Н. Н. Павловским
b) Н. Е. Жуковским
c) Д. Бернулли
d) М. В. Ломоносовым
29. Вопрос. Единицами измерения удельного веса являются…
Ответы:
a) Н/м3
b) кг/см3
c) кН/м2
d) Н/к?