к экзамену по курсу «Гидромеханика»-2015г.

Вопросы

1 Задачи прикладной гидромеханики в горном деле.

2 Гипотеза сплошной среды. Плотность жидкостей и газов. Аномальная плотность воды.

3 Объемное сжатие жидкостей и газов. Модуль объемного сжатия жидкости. Изотермическая и адиабатическая сжимаемость газов.

4 Коэффициент температурного расширения жидкостей. Плотность жидкости в зависимости от температуры (формула Д.И.Менделеева).

5 Вязкость жидкости. Силы внутреннего трения (закон Ньютона). Кинематическая и динамическая вязкость жидкостей и газов.

6 Явление кавитации. Кавитационная эрозия. Кипение жидкости.

7 Поверхностное натяжение жидкости. Угол смачивания. Поведение жидкости в капиллярах. Формула Жюрена.

8 Особые свойства воды (теплоемкость, температурное расширение, свойства воды в капиллярах, электропроводность, диэлектрическая проницаемость).

9 Гидростатическое давление и его свойства. Закон Паскаля.

10 Дифференциальные уравнения равновесия жидкости и их интегралы. Форма записи, предложенная Л.Эйлером.

11 Основное уравнение гидростатики. Эквипотенциальная поверхность.

12 Геометрическая интерпретация основного уравнения гидростатики. Весовое давление, внешнее давление, абсолютное гидростатическое давление, манометрическое давление. Пьезометрическая высота абсолютного и манометрического давления. Напор жидкости. Вакуум.

13 Давления жидкости при относительном равновесии. Уравнение свободной поверхности жидкости при ускорении.

14 Равномерное вращение сосуда с жидкостью вокруг вертикальной оси. Вывод уравнения свободной поверхности. Расположение параболоида вращения жидкости в сосуде.

15 Равновесие газа. Уравнения равновесия Эйлера.

16 Вывод барометрической формулы Галлея. Барометрическая формула Бьеркнеса.

17 Давление жидкости на плоские стенки. Гидростатический парадокс. Методика расчета силы давления жидкости на наклонную площадку.

18 Давление жидкости на криволинейные поверхности. Давление на цилиндрическую поверхность с горизонтальной образующей.

19 Давление на цилиндрическую поверхность с вертикальной образующей.

20 Давление на стенки вертикальной трубы, заполненной жидкостью. Формула Мариотта.

21 Давление на колено трубы, заполненное покоящейся жидкостью.

22 Закон Архимеда.

23 Основы кинематики жидкости и газа. Метод Лагранжа и Эйлера.

24 Понятия теории поля и векторного анализа, используемые в гидромеханике (Векторная линия, векторная трубка, линия тока, трубка тока, траектория, особые точки Поток вектора скорости через поверхность.

25 Понятия теории поля: градиент функции, дивергенцией вектора скорости.

26 Понятия теории поля: циркуляция вектора скорости, Ротор вектора скорости. Турбулентное и безвихревое движение.

27 Характеристики потоков. Напорный и безнапорные потоки. Гидравлическая струя. Живое сечение потока. Смоченный периметр. Гидравлический радиус. Расход потока. Средняя скорость потока. Установившиеся (стационарные) и неустановившиеся потоки. Равномерный поток.

28 Ламинарный и турбулентный поток. Число Рейнольдса.

29 Уравнение неразрывности (закон сохранения массы). Поток скорости через замкнутую поверхность.

30 Уравнение движения идеальной жидкости в напряжениях. Объемные и поверхностные силы.

31 Уравнение движение идеальной жидкости в векторной форме. Уравнение Эйлера. Уравнения Эйлера в форме Громека.

32 Интеграл уравнения Эйлера – интеграл Бернулли.

33 Уравнение Эйлера в форме Громека для движения газа.

34 Интеграл Бернулли в изотермическом процессе течения идеального газа.

35 Интеграл Бернулли в адиабатическом процессе течения идеального газа.

36 Уравнение Бернулли в условиях действия на идеальную жидкость сил тяжести и центробежных сил.

37 Истечение идеальной жидкости из отверстий. Вывод формулы Торричелли.

38 Адиабатическое истечение газа из отверстия в сосуде.

39 Вывод уравнения клепсидры.

40 Модели движения вязкой жидкости: гипотеза Кулона, гипотеза Жирара и Прони, гипотеза Навье.

41 Уравнения Навье – Стокса.

42 Интеграл Бернулли для вязкой жидкости при установившемся движении. Коэффициент Кориолиса в интеграле Бернулли.

43 Приборы для измерения уровня жидкости. Уровнемеры: водомерное стекло, игольчатый уровнемер, поплавковый уровнемер, пневматический уровнемер, электрический уровнемер, другие приборы.

44 Приборы для измерения давления: ртутные барометры, пьезометры, манометры, вакуумметры, дифференциальные манометры. Принцип действия приборов.

45 Приборы для измерения скорости потока: механические, пневматические, кинематические, акустические, электрические, оптические методы. Трубки для измерения скорости (Пито-Прандтля). Термоэлектрический анемометр.

46 Приборы для измерения расхода: объемные мерники жидкости, тахометры, в которых перерасчет расхода осуществляется путем умножения, трубка Вентури, расходомеры обтекания.

47 Теория подобия: условия геометрического, кинематического и динамического подобия.

48 Критерии подобия. Уравнение движения в критериальной форме.

49 Физическое моделирование гидромеханических явлений. Автомодельность.

50 Аналоговое моделирование гидродинамических процессов: Электролитические ванны, аналоговые модели, Электрические сетевые модели.

51 Виды гидродинамических сопротивлений. Основное уравнение установившегося равномерного движения жидкости.

52 Распределение скоростей в потоке при ламинарном установившемся движении жидкости.

53 Потери напора по длине при ламинарном установившемся движении жидкости.

54 Потери напора по длине при турбулентном установившемся движении жидкости.

55 Формула Пуазейля. Формула Вейсбаха-Дарси.

56 Потери напора на прямолинейном участке движения жидкости. Формула Альтшуля А.Д.

57 Принцип расчета движения воды в руслах каналов по формула Шези. Формула Гангилье-Куттера.

58 Потери энергии при изменении конфигурации канала и поворотах потока. Формула Борда.

59 Полная потеря напора при напорном движении жидкости.

60 Принцип расчета потери напора в сетях.

61 Истечение реальной жидкости через отверстия. Истечение через насадки.

62 Истечение жидкости через водосливы.

Кафедра «Физика горных процессов и геоконтроля»

Лектор – проф. Каркашадзе Гиоргий Григолович