1. Jakie właściwości charakteryzuje płyn, omówić?

• gęstość- zdefiniowana jest jako jej masa na jednostkę objętości i mierzona jest w jednostce kg/m³.

• lepkość – opór przeciw płynięciu gazów i cieczy, wywołany tarciem wewnętrznym.

• ściśliwość - podatność płynu na zmianę objętości pod wpływem przyłożonego ciśnienia.

2.Podać parametry kinematyczne płynu?

Prędkość, ciśnienie, temperatura.

3.Jakimi obszarami wiedzy zajmuje się mechanika płynów, podać 5

przykładów?

• Aerostatyką,

• aerodynamiką,

• hydrostatyką,

• hydrodynamiką,

• hydrauliką.

4.Co to jest ośrodek ciągły?

Ośrodek ciągły – model ciała, w którym zaniedbano cząsteczkową budowę materii. Ośrodek możemy podzielić na bardzo małe części, ale o takich samych własnościach jak cała badana objętość. Wewnątrz musi mieścić się taka liczba cząstek, by spełnione mogły być statyczne prawa fizyki.

5.Kiedy można opisywać płyn jako ośrodek ciągły?

Kiedy spełnia warunek liczba Knudsena $k_{n} = \ \frac{d}{l} < 0.1$

d-średnica cząstki

l-droga swobodna

6.Co to jest lepkość, podać wartości przykładowe dla płynów rzeczywistych?

Lepkość - jest to zdolność płynów do przenoszenia naprężeń stycznych przy wzajemnym przemieszczeniu elementów poruszających się z różnymi prędkościami.

Woda (20 °C) =1.0 ·10^-3Pa·s

Powietrze (20 °C) =0.018 ·10^-3Pa·s,

Lepkość dynamiczna

Woda (0 °C)=1,79·10⁻³ Pa·s Powietrze (0 °C)=17,08·10⁻⁶ Pa·s

7. Co to jest ściśliwość ?
Ściśliwość  - jest to podatność płynu za zmianą objętości pod wpływem przyłożonego ciśnienia. Wyraża się wzorem:

gdzie V to objętość właściwa, p to ciśnienie

8. Omówić dynamiczny współczynnik lepkości, podać wartość dla wody lub powietrza oraz jednostki.

Lepkość dynamiczna wyraża stosunek naprężeń ścinających τ do szybkości ścinania γ

μ=τ/γ^· [Pa·s]=[kg/m·s]

Woda (20 °C) =1.0 ·10^-3Pa·s

Powietrze (20 °C) =18 ·10^-6Pa·s

9.Omówić kinematyczny współczynnik lepkości, podać wartość dla wody lub powietrza oraz jednostki.

Lepkość kinematyczna (kinetyczna), jest stosunkiem lepkości dynamicznej μ do gęstości płynu ρ: ʋ=μ/ρ [m²/s]

Woda (20 °C) = 1.01·10^-6 [m²/s]

Powietrze (20 °C) = 15·10^-6 [m²/s]

10. Omówić zasadę zachowania masy dla płynów ściśliwych i nie ściśliwych.

Postać inżynierska mówi że wydatek płynu wypływającego do węzła (suma) równy jest wydatkowi (sumie) płynu wypływającego z węzła.

dla płynów ściśliwych:

$\frac{\text{dρ}}{\text{dt}} + \text{div}\left( \text{ρv} \right) = 0$

(TAM W NAWIASIE JAK JEST V TO NAD NIM JESZCZE TRZEBA WEKTOR DORYSOWAĆ)!!!!!!!!!!!!

dla nieściśliwych:

div V = 0

(TUTAJ NAD V TEŻ WEKTOR JEST POTRZEBNY)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

ρ = const.

gdzie:

ρ −  gęstość płynu
v- prędkość płynu
t- czas

11. Podać inżynierską zasadę zachowania masy dla płynów ściśliwych.

Σ Q_m = 0

12. Podać inżynierską zasadę zachowania masy dla płynów ściśliwych i dla płynów nie ściśliwych.

Dla płynów ściśliwych :

Σ Q_m = 0

Dla płynów nieściśliwych:

Σ Q_r = 0

13. Omówić zasadę zachowania pędu?

∫∫∫_v(t) (du/dt) ∙ ρdV =∫ ∫∫_v(t) fρdV+ ∫∫_A(t) πdA

gdzie:

u- prędkość
t- czas

Zgodnie z zasadą zachowania pędu: prędkość zmiany pędu płynu zawartego w poruszającej

się objętości V(t) równa się wypadkowej sił zewnętrznych działających na

ten płyn.

14.Podać równanie Nawiera Stokesa?

$$\frac{d}{\text{dt}}\left( \text{ρv} \right) = - g\ \text{rad}\ p + uv + \text{ρt}$$

(TO ρ TO JEST TO RO, NIE MIAŁAM PO PROSTU INNEGO ZNAKU, A I NIE JESTEM PEWNA CZY TO u TO NIE JEST PRZYPADKIEM MI, BO TROCHĘ NIE WYRAŹNIE JEST NAPISANE )!!!!!!

gdzie:

- operator lepkości

t- czas

v- prędkość

p - gęstość

15.Co to są siły powierzchniowe?

Siły powierzchniowe - są to siły wywierane na płytkę, znajdujące się za zewnątrz obszaru płynnego.

16.Co to są siły masowe?

Siły masowe - są to wszystkie siły występujące w płynie

17. Co to jest cyrkulacja i jakiej wielkości jest miarą?

Cyrkulacja –to całka po powierzchni z rotacji.

Cyrkulacja - jest miarą wirowości

18. Co to jest wydatek i czego jest jej miara?

Wydatek - jest miarą przepływu

Wydatek - ????????????????????

Wydatek objętościowy:

$$Q = \ Q_{V} = \ \frac{V}{t\ }\lbrack\frac{m^{3}}{s}\rbrack$$

Wydatek masowy:

$$Q_{m} = \ \rho Q_{V}\lbrack\frac{\text{kg}}{s}\rbrack$$

19.     Co to jest tensor naprężeń i co charakteryzuje.

Jest to macierz, charakteryzująca jednoznacznie stan naprężenia przez 3 składowe naprężenia w 3 kierunkach czyli przez 9 funkcji.

$$\pi = \begin{bmatrix} \tau_{\text{xx}} & \tau_{\text{xy}} & \tau_{\text{xz}} \\ \tau_{\text{yx}} & \tau_{\text{yy}} & \tau_{\text{yz}} \\ \tau_{\text{zx}} & \tau_{\text{zy}} & \tau_{\text{zz}} \\ \end{bmatrix}$$

20.     Podać postać tensora naprężeń dla płynów nielepkich.

π= -p π = −P

21.     Co to są równania konstytutywne.

Równania konstytutywne - związkami opisujące zależności pomiędzy tensorem naprężenia a prędkością deformacji.

22.     Co to jest wydatek płynu , podać jednostki.

Wydatek płynu- miara ilości płynu przepływającego przez obszar w jednostce mierzoną kryzą.

Q =  V∙ S [m³/s]

Q – wydatek

V − średnia prędkość liniowa płynu w kierunku przepływu [m/s]

S − pole powierzchni przekroju, przewodu [m²]

23.     Omówić działanie  sondy Pitota, co nią mierzymy.

Rurka Pitota -prosta rurka zagięta pod kątem 90 stopni, która mierzy prędkość płynu. Najprostsze urządzenie do pomiaru prędkości płynu, oparte na zastosowaniu równania Bernoulliego. Rurki Pitota są stosowane w lotnictwie do pomiaru prędkości statków powietrznych.

RYSUNEK!!!!!!!!!!!!!!!!

24.     Omowić działanie sondy Prandtla, co nią mierzymy.

Rurka Prandtla – przyrząd do pomiaru prędkości przepływu płynu poprzez pomiar ciśnienia w przepływającym płynie (cieczy oraz gazów). Składa się on z dwóch osadzonych w sobie rurek, z czego pierwsza wewnętrzna służy do badania ciśnienia całkowitego płynu, natomiast zewnętrzna do badania ciśnienia statycznego.

RYSUNEK!!!!!!!!!!

25. Omówić działanie zwęzi Venturiiego, oraz kryzy ISA.

Mają One za zadanie zmniejszyć przekrój poprzeczny rurociągu. Powoduje to większą energię kinetyczną oraz prędkość przepływu kosztem spadku ciśnienia statycznego.

a)zwężka Venturiiego; b) kryza ISA

OPIS DZIAŁANIA ZWĘŻEK - w skrócie!!!!!!!!!!!!!!

26. Co to jest wirowość, jak ją definiujemy ?

Wirowość- jest rotacją prędkości przepływu. Wirowość- element płynu może obracać się wokół swojej osi. Wirowość w mechanice ośrodka ciągłego jest związana z prędkością:

Wirowość-Ruch wirowy jest określony polem wektorowym prędkości kątowej chwilowego

obrotu ω, zwanym polem wirowy

Definiuje ją wzór:

ξ=rot v = (Wx, Wy, Wz)

27) Omówić liczbę Reynoldsa

Liczba Reynoldsa – określa rodzaj przepływu

$Re = \frac{\overset{\overline{}}{U}d}{\nu}$ , gdzie:

$\overset{\overline{}}{U}$-uśredniona w przekroju poprzecznym prędkość płynu [m/s]

d-liniowy wymiar charakterystyczny przepływu [m]

v - kinematyczny współczynnik lepkości płynu [m2/s]

Liczba Reynoldsa (Re) – jedna z liczb podobieństwa stosowanych w mechanice płynów. Określa występujący podczas ruchu płynu stosunek sił bezwładności (sił czynnych) do sił lepkości (sił biernych). Liczba Reynoldsa stosowana jest jako podstawowe kryterium stateczności ruchu płynów.

Re < 2300 – przepływ laminarny (uporządkowany, warstwowy, stabilny),

Re=2300 – dolna krytyczna wartość (Rekr1)

2300 < Re < 50000 – przepływ przejściowy (częściowo turbulentny)

Re > 50000 – przepływ turbulentny (burzliwy)

Re=50000 – górna krytyczna wartość (Rekr2)

28) Omówić liczbę Macha

Liczba Macha – jest to miara ściśliwości płynu, stosunek prędkości przepływu płynu do prędkości dźwięku.

$M = \frac{v}{a}$ , gdzie:

v -prędkość przepływu lub obiektu

a-prędkość dźwięku w płynie

29) Przy jakich założeniach obowiązuje rów. Bernouliego

Gdy energia jest stała, kiedy element porusza się wzdłuż linii prądu.

30) Podać rów. Bernouliego dla płynów rzeczywistych, omówić

$$\frac{\rho V_{1}}{2} + \text{ρg}h_{1} + p_{1} = \frac{\rho V_{2}}{2} + \text{ρg}h_{2} + p_{2} + \Delta p_{\text{str}}$$

$$p_{\text{str}} = \ \lambda\frac{l}{d}\ \frac{\rho V_{2}^{2}}{2} + \xi\frac{\rho V_{2}^{2}}{2}$$

V-prędkość cieczy

ρ-gęstość przepływu cieczy

g- przyśpieszenie

p- ciśnienie statyczne

h₁- wysokość położenia

Δp_str - straty hydrostatyczne

d- średnica rury

ξ - współczynnik strat liniowych

l - długość rury

31) Co oznacza ciśnienie stracone

Ciśnienie stracone - oznacza schemat strat liniowych i lokalnych bez uwzględniania ich wzajemnych relacji

$$p_{\text{str}} = \ \lambda\frac{l}{d}\ \frac{\rho V_{2}^{2}}{2} + \xi\frac{\rho V_{2}^{2}}{2}$$

V-prędkość cieczy

d- średnica rury

ξ - współczynnik strat liniowych

l - długość rury

32) Co to jest ciśnienie statyczne, dynamiczne i całkowite?

Ciśnienie statyczne ps – ciśnienie jakie wskazywałby przyrząd pomiarowy, który porusza się wraz z czynnikiem ruchem ustalonym, z prędkością strumienia i w kierunku tym samym co strumień.

Ciśnienie dynamiczne pd – przyrost ciśnienia płynu, który porusza się z prędkością v i jest spowodowany całkowitym zahamowaniem przepływu, a zatem: pd= pc + ps

Ciśnienie całkowite pc- ciśnienie wywierane przez przez płyn na przeszkodę ustawiona prostopadle do kierunku przepływającego strumienia, w punkcie całkowitego zahamowania ruchu płynu.

33) Co nam określa wykres piezometryczny

Wykres piezometryczny pokazuje nam jak wraz z długością przewodu i zmianą jego szerokości zmienia się ciśnienie płynu. Pokazuje jaki wpływ mają na ciśnienie straty lokalne i liniowe. Obrazują to skokowe spadki ciśnienia na zwężkach (straty lokalne) i spadki ciągłe na długości tej samej szerokości przewodów ( straty liniowe).

34) Co wpływa na wartość współczynnika siły oporu

Re (liczba Reynoldsa), Ma (liczba Macha), kształt ciała, powierzchnia odniesienia, kąt natarcia.

35) Co wpływa na wartość współczynnika siły nośnej

Re (liczba Reynoldsa), Ma (liczba Macha), kształt ciała, powierzchnia odniesienia, kąt natarcia.

36) Kiedy powstaje siła nośna

Powstaje przy różnicy ciśnień nad i pod profilem.

Powstaje przy ruchu ciała otoczonego płynem względem tego płynu.

37) Co to jest siła nośna

Jest to składowa siły prostopadła do kierunku ruchu ciała. Wyraża się wzorem:

Pz= Cz S $\frac{\text{pρ}V^{2}}{2}$, gdzie:

S- pole powierzchni ciała

Cz- współczynnik zależy od kształtu ciała, kata natarcia, liczby Reynoldsa i liczby Macha charakteryzującej przepływ

V- prędkość ciała względem ośrodka

p- gęstość ośrodka

38) Co to jest siła oporu

W dowolnym przypadku oblicza się ją z zależności:

Px = Cx S$\frac{\rho V^{2}}{2}$, gdzie:

- siła oporu jest skierowana przeciwnie do prędkości ciała względem płynu

Cx – współczynnik siły oporu

S – powierzchnia rzutu ciała na płaszczyznę prostopadłą do kierunku ruchu względnego ciała i płynu

p – gęstość płynu

39. Co to jest krytyczna liczba Reynoldsa?

Liczba Reynoldsa - liczba określająca rodzaj przepływu.

Rozróżniamy górna i dolna krytyczna liczbę Reynoldsa. Pod pojęciem dolnej krytycznej liczby Reynoldsa rozumiemy wartość Re poniżej której nie stwierdza się występowania ruchu turbulentnego Re=2300. Górną krytyczną liczbą Reynoldsa nazywamy taką wartość powyżej której nie udaje się zaobserwować ruchu laminarnego Re=50 000.

40. Co charakteryzuje przepływ turbulentny?

Przepływ turbulentny charakteryzują:

• linie prądu- nie są równoległe

• składowe prędkości - występują obie

• zawirowania - występują

41. Co charakteryzuje przepływ laminarny?

Przepływ laminarny charakteryzują:

• linie prądu- są równoległe

• składowe prędkości - składowa styczna

• zawirowania -nie występują

!!!!!!!!!!!!!!!!!!Od pytania 42 to sami musicie sobie zrobić ok, jestem pewna, że pytania 47, 49 i 50 są dobre. Jak coś to resztę sobie uzupełnijcie z tej książki co dodaliście na forum - bodajże od strony 217.

42. Co to jest współczynnik turbulencji?

Współczynnikiem turbulencji nazywamy zaburzenia w przepływie płynu, idealny współczynnik turbulencji powinien wynosić 0.

43. Co to jest lepkość turbulentna?

Lepkość turbulentna jest miarą poziomu turbulencji; wyraża intensywność transportu pędu w przepływie turbulentnym w wyniku wirowego mieszania płynu. Lepkość ciał stałych zależy od wielkości i szybkości odkształceń; pojawia się np. przy odkształceniach plastycznych.

44 Wymienić dwie hipotezy wyznaczania lepkości turbulentnej.

1. von Karmana

2. Taylora

45. Co to jest tensor naprężeń turbulentnych?

46. Jaki wpływ na obliczenia mają różne modele turbulencji?

47. Co to jest tunel aerodynamiczny?

Jest to podstawowe narzędzie w badaniach doświadczalnych własności opływowych obiektów rzeczywistych lub ich modeli.

48. Co to jest przestrzeń pomiarowa w tunelach aerodynamicznych?

49. Jakie wielkości charakteryzują tunele aerodynamiczne?

-wskaźniki jakościowe TA
-współczynnik równomierności prędkości Vjv
-współczynnik turbulencji strumienia powietrza T[%}
-maksymalny kąt odchylenia wektora prędkości strumienia powietrza α[stopnie]
- liczba TA

50. Co to jest waga aerodynamiczna i do czego służy?

Waga aerodynamiczna -jest to przyrząd do pomiaru bezpośredniego co najmniej jednej z sił aerodynamicznych.

!!!!!!!!!!!!!!Mówił aby opracować jeszcze na wszelki wypadek resztę tych pytań, które ona dała. Podał mi tam dodatkowe def. do tych pytań:

Warstwa przyścienna - obszar bezpośredniej bliskości ciała opływanego w której ujawniają się siły lepkości.

Ciało opływowe - ciała dla których istnieje ustawienie, że warstwa przyścienna się nie odrywa.

Jeszcze narysował mi rozkład sił dla płynu laminarnego i turbulentnego, i jeszcze wagę aerodynamiczną - to później najwyżej postaram się zrobić zdjęcia i wrzucić ok ;)