Pytania kontrolne z Laboratorium Mechaniki Płynów

Laboratorium Mechaniki Płynów
Pytania kontrolne (wersja 1.1)
Ćwiczenie A: Badanie zmian lepkości cieczy
1.
2.
3.
4.
Wymień i scharakteryzuj rodzaje lepkościomierzy.
Opisz i wyjaśnij zależność Hagena-Poiseuille’a.
Omów zagadnienia związane z wyznaczaniem czasu wypływu cieczy ze zbiornika.
Omów lepkość dynamiczną, kinematyczną i względną. Wskaż jednostki oraz powiązanie
pomiędzy tymi wielkościami fizycznymi. Omów różnicę pomiędzy płynem rzeczywistym i
doskonałym.
5. Omów wpływ ściśliwości i rozszerzalności cieplnej cieczy na gęstość oraz lepkość płynu.
Ćwiczenie B: Badanie rozkładu prędkości w przewodzie o przekroju zamkniętym. Wyznaczanie
współczynnika oporu czołowego brył w powietrzu.
1. Wyprowadzić zależność, za pomocą której można wyznaczyć lokalną prędkość przepływu
powietrza wykorzystując rurkę Prandtla połączoną z manometrem cieczowym wypełnionym
cieczą o gęstości ρm. Przyjmij dla powietrza model płynu nieściśliwego.
2. Podać ogólną zależność określającą związek objętościowego natężenia przepływu (wydatku
objętościowego) przez powierzchnię przekroju przewodu z rozkładem prędkości płynu (z
polem prędkości) oraz jej szczególną postać dla przekroju poprzecznego przewodu o
przekroju kołowym.
3. Jak jest definiowana prędkość średnia przepływu przez przewód o przekroju zamkniętym.
4. Co przedstawia współczynnik oporu czołowego Cx bryły opływanej strumieniem płynu. Na
podstawie pomiaru jakich wielkości może on być wyznaczony w sposób eksperymentalny.
Wskaż powiązanie pomiędzy współczynnikiem Cx a tymi wielkościami.
5. Podaj ogólną postać zależności określającą liczbę Reynoldsa. Jakie wielkości są przyjmowane
jako prędkość i wymiar odniesienia w przypadku opływu brył takich jak kula, kołowa płytka
płaska oraz stożek.
6. Naszkicować i omówić rozkłady ciśnienia na powierzchni kuli opływanej płynem lepkim
w przypadku laminarnej i turbulentnej warstwy przyściennej.
Ćwiczenia C: Kawitacja w przewężeniu rurociągu
1. Omów równanie Bernoulliego i równanie ciągłości przepływu oraz zasadność ich stosowania
do opisu zjawiska kawitacji.
2. Co to jest kawitacja? Omów zjawiska towarzyszące kawitacji. Na czym polega zjawisko
korozji kawitacyjnej.
3. Wskaż przykłady występowania zjawiska kawitacji. Omów wady lub korzyści występowania
zjawiska kawitacji w podanych przykładach.
4. Omów przebieg zależności wydatku cieczy od naporu hydraulicznego w przewodzie o
przekroju zamkniętym dla płynu rzeczywistego.
Ćwiczenia D: Wyznaczanie linii ciśnień i energii w rurociągu
1. Omów równanie Bernoulliego dla płynu rzeczywistego i równanie ciągłości.
2. Omów zjawiska związane ze stratami lokalnymi oraz miejscowymi. Jakimi zależnościami są te
straty opisywane i od czego zależą.
3. Omów pojęcie tzw. rury hydraulicznie gładkiej.
4. Wyznacz wykres energii oraz ciśnień dla wskazanego rurociągu (złożonego np. z elementów
takich jak pompa, przewody poziome, przewody pionowe, kolanka, rozszerzenia,
przewężenia).
5. Omów przebieg zależności wydatku cieczy od naporu hydraulicznego w przewodzie o
przekroju zamkniętym dla płynu rzeczywistego.
Ćwiczenia E: Pomiar reakcji strumienia cieczy
1. Omówić ogólną zasadę wyznaczania reakcji strumienia płynu na sąsiadujące z nim ciało stałe
na podstawie równania równowagi obszaru płynnego wynikającego z zasady zachowania
pędu (równania ruchu płynu w formie całkowej).
2. Naszkicować i wyjaśnić układ sił działających od przepływającej cieczy na przewód
wypływowy zagięty w poziomie pod kątem 90o.
3. Omówić wpływ średnicy dyszy wylotowej na wartość składowej reakcji strumienia cieczy
działającej na kierunku wypływu w przypadku przewodu zagiętego w poziomie pod kątem
90o - przy zachowaniu stałej wartości objętościowego natężenia przepływu (wydatku
objętościowego).
4. Omówić wpływ prędkości wypływu cieczy z przewodu zagiętego w poziomie pod kątem 90o
na wartość składowej reakcji strumienia cieczy działającej na kierunku wypływu przy:
a) stałej wartości średnicy dyszy wylotowej,
b) stałej wartości objętościowego natężenia przepływu (wydatku objętościowego).
Literatura:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Prosnak Włodzimierz Juliusz, Mechanika płynów, tom 1 i 2, PWN 1970
Prosnak Włodzimierz Juliusz, Równania klasycznej mechaniki płynów, PWN 2006
Gryboś Ryszard, Podstawy mechaniki płynów, tom 1 i 2, PWN 1998
Gryboś Ryszard, Zbiór zadań z technicznej mechaniki płynów, tom 1 i 2, PWN 2002
Bukowski Jerzy, Kijkowski Piotr, Kurs mechaniki płynów, PWN 1980
Mitosek Marek, Mechanika płynów w inżynierii środowiska, PWN 2001
Puzyrewski Romuald, Sawicki Jerzy, Podstawy mechaniki płynów i hydrauliki, PWN 1998
Burke Eustachy, Nałęcz Tomasz, Mechanika płynów w przykładach, PWN 1994
Jeżowiecka-Kabsch Krystyna, Szewczyk Henryk, Mechanika płynów, OWP Wrocławskiej 2001
Bechtold Zdzisław, Mechanika płynów - zbiór zadań, OWP Wrocławskiej 1993