Za 3 pkt

1.Opisz zasadę pomiaru i rodzaje manometrów.

Przyrząd do pomiaru ciśnienia. Ze względu na wskazywane ciśnienie dzieli się je na: zwykłe p_n=p-p₂ i różnicowe Δp=p₁-p₂. Typy: Hydrostatyczne(U-rurka), sprężynowe (ze sprężyną rurkową (Bourdona), z przeponą falistą lub sprężystą, mieszkowe), dzwonowe, elektryczne (tensometryczne, piezoelektryczne, indukcyjne). Manometr zwykły określa różnicę ciśnień między ciśnieniem panującym w interesującym nas punkcie układu a ciśnieniem otoczenia, natomiast manometr różnicowy określa różnicę ciśnień między dwoma interesującymi nas punktami tego układu. Manometry różnicowe: Zasada działania - dwie zamknięte komory z medium są oddzielone od siebie. Jeśli obydwa z działających ciśnień mają tę samą wartość element pomiarowy nie może się poruszyć, wobec czego nie ma wskazania ciśnienia. Wartość ciśnienia różnicowego wskazywana jest jedynie wtedy, gdy jedno z ciśnień jest wyższe lub niższe. Przy wysokich ciśnieniach statycznych możliwy jest bezpośredni pomiar niskich ciśnień różnicowych. Zastosowanie elementów przeponowych skutkuje bardzo wysoką odpornością na przeciążenia.

2. Przedstaw równanie ciągłości przepływu cieczy w ruchu doskonałym

R.c.p. wyraża prawo zachowania masy. W przypadku przepływu ustalonego i zachodzącego bez strat w wypełnionym całkowicie rurociągu przez dowolny przekrój strumienia przepływa masowo ta sama ilość cieczy w jednostce czasu. W [kg/s] masowe natężenie przepływu, W₁= W₂=W₃=…=W_n. W=Up p- gęstość [kg/m³] U - objętościowe natężenie przepływu [m³/s]. U=Su u - prędkość przepływu [m/s]. W= wS w - masowa prędkość strumienia [kg/m²s]. W=Sup. S₁u₁p₁=S₂u₂p₂=S₃u₃p₃=…=S_nu_np_n . dla p=cos: S₁u₁=S₂u₂=S₃u₃=…=S_nu_n . d₁²u₁=d₂²u₂

3. Przedstaw twierdzenie Bernoulliego i jego interpretacje fizyczną

W jednorodnym polu grawitacyjnym w czasie ruchu ustalonego cieczy energia potencjalna cieczy jest wielkością stałą. Jeżeli na wszystkie strugi cieczy rozpoczynają się w miejscu gdzie ciecz płynie ruchem ustalonym prostoliniowym to w takim przypadku twierdzenie B. odnosi się do całego strumienia.

u²/2g - wysokość prędkości, p/ρg - wysokość ciśnienia, z - wysokość położenia

Interpretacja fizyczna równania B.-prawo zachowania energii. Zasada zachowania energii - suma zmian wszystkich postaci energii w układzie zamkniętym jest równa zero - przyrost energii kinetycznej powoduje równoczesny spadek energii potencjalnej ciśnienia i położenia. m=1[kg], m=Vρ,En. kinetyczna E_k=mu²/2 ,E_k=u²/2, en. potencjalna ciśnienia E_c=pV, E_c=p 1/ρ=p/ρ,en. potencjalna położenia E_p=mgz, E_p=gz, u²/2+Egz./Egz.+zg=const.

4. Przedstaw interpretacje geometryczną równania Bernoulliego

na odwrocie

5. Omów doświadczenie Reynoldsa

Reynolds(1883) - potwierdził doświadczalnie istnienie 2 rodzajów ruchu płynu. Wyjaśnił on warunki, w których są one możliwe. Wykazał on, że wyrażenie, które nazywane liczbą bądź kryterium Re. określa charakter ruchu płynu udρ /η=Re

(rysunek na odwrocie)

6. Wyjaśnij terminy: krytyczna liczba Re i zastępcza liczba Re dla przewodów o przekroju nie kołowym

Krytyczna liczba Re_kr Przewód kołowy Re_kr1
2320,Re_kr2
5*10⁴, Re<Re_kr1 - ruch laminarny,Re>Re_kr1 - ruch burzliwy, laminarny: Re<2100, Zakres przejściowy: 2100<Re<3000(10⁴),r. burzliwy Re>3000(10⁴). a)dla Re>Re_kr1 pierwsze zaburzenie przepływu prowadzi do zmiany charakteru ruchu, który już nie wraca do swej poprzedniej postaci. b)dla Re<Re_kr1 chwilowe zakłócenia są tłumione i przepływ odzyskuje swój pierwotny charakter. c)powyżej Re_kr2 nie udało się zaobserwować ruchu laminarnego d)ruchu płynu w przedziale 21000<Re<3000 jest uważany za przejściowy(posiada cechy przepływu uwarstwionego i burzliwego e)gdy w dwu różnych przewodach liczba Re jest jednakowa, to charakter ruchu jest taki sam f) Liczba Re jest miarą stosunku sił bezwładności do sił lepkości. Jest bezwymiarowa.

Zastępcza liczba Re dla przewodów o przekroju nie kołowym Re_z=ud_zp/η. Promień hydrauliczny r_n=przekrój poprzeczny strumienia/obwód omywany. r_n=πd²/4*1/πd=d/4 d_z=4r_n=4s\o, dla kwadratu d_z=4a²/4a=a dla2.kół d_z=4π(D²-d²)/4*1/π(D+d)=D-d

7.Wymień siły które działają na element płynu podczas przepływu laminarnego przewodzie o przekroju kołowym

a)Siła ciężkości(siła masowa) - ciężar płynu o objętości walca G=mg

b)siła parcia wywołująca ruch płynu( siła powierzchniowa) p₁πr²

c)siła przeciwparcia, skierowana przeciw kierunkowi ruchu płynu - p₂ πr²

d)siły ścierające, element płynu prostopadle do powierzchni tego elementu i wzajemnie się znoszące

e)siła tarcia przeciwstawiająca się ruchowi płynu -2πrLτ

8. Scharakteryzuj przepływ płynu w ruchu burzliwym

Jest to ruch zdecydowanie przestrzenny podczas, którego elementy płyną poruszają się w sposób nieustalony. Ruch poszczególnych cząstek płynu jest wypadkową ruchu głównego, równoległego do osi przewodu i składowych związanych z pobocznym ruchem drgającym. Bezpośrednio przy ściance u=0 następne warstewki tworzą podwarstwę(subwarstwe) uwarstwioną (podwarstwę Prandtla). Grubość tej warstwy maleje ze wzrostem średniej prędkości przepływu w podstawie laminarnej główną rolę odgrywają siły lepkości. W miarę oddalania się od ścianki przewodu i zbliżania się do osi przewodu, prędkość wewnątrz głównego rdzenia strumienia płynu zmienia się już nieznacznie. Ruch burzliwy to Re>3000 (10⁴)

9. Przedstaw i omów równanie Bernoulliego dla cieczy rzeczywistej

W cieczy lepkiej występują opory tarcia - ciecz w rurach piezometrycznych opada. Praca siły tarcia powoduje, że suma 3.członów wysokości energii równania Bernoulliego nie jest stała lecz maleje wzdłuż strumienia straty ciśnienia obejmują straty liniowe, proporcjonalnie do długości przewodu(opory liniowe) oraz straty miejscowe(lokalne) powstałe w wyniku lokalnego zaburzenia przepływu(np. w armaturze przewodu)

h_str = h_l+h_m

(rysunek na odwrocie)

10. Omów zależność opisującą ciśnienie wywierane przez ośrodek płynny na opadającą cząstkę ciała stałego

Ciśnienie wywierane na opadającą cząstkę można traktować jako stosunek sił oporu ośrodka do powierzchni opadania cząstki na płaszczyznę prostopadłą do kierunku opadania: Δp=R/A gdzie: R=λA h_o² ρ_F.

---