Раздел 2 Гидростатика и кинематика

1.Поверхности равного давления в покоящейся жидкости, находящейся под действием только силы тяжести, …

			всегда горизонтальны
			всегда вертикальны
			всегда наклонны
			не существуют

2. Гидростатическое давление в точке, согласно первому свойству гидростатического давления, всегда …

			является сжимающим
			является растягивающим
			равно нулю
			стремится к бесконечности

3. Поверхности равного давления во вращающемся сосуде являются …

			параболоидами
			гиперболоидами
			вертикальными плоскостями
			горизонтальными плоскостями

4. 4. Гидростатическое давление в точке, согласно второму свойству гидростатического давления, …

			не зависит от угла наклона площади действия
			зависит от угла наклона площади действия
			всегда равно нулю
			непрерывно возрастает

5. Гидростатическим давлением в точке называется …

			предел отношения силы давления к площади, при площади, стремящейся к нулю
			сила давления на единичную площадь
			среднее давление в точке, деленное на кинематическую вязкость при ее стремлении к единице
			произведение среднего вакуумметрического давления на объем при стремлении объема к бесконечности

6. Имеется цилиндрическая поверхность АВ с радиусом 2 м, шириной 42 м и глубиной воды 12 м. Тогда горизонтальная составляющая силы весового гидростатического давления приблизительно равна ____ кН.

Пьезометрическая высота подъема воды в закрытом пьезометре, если точка его присоединения заглублена на 8 м под уровень воды, а избыточное давление над свободной поверхностью составляет 1,6 атм, равна ____ м.

Пример: Для решения задачи необходимо заменить действия давления на поверхности эквивалентной ему высотой столба жидкости, помня о том, что одна атмосфера равна 10 м вод. ст. р = 1 кгс/см² == h = 10 м вод. ст. Давлении на поверхности 1,6 кгс/см², что равно h = 16 м. точка подключения пьезометра заглублена относительно поверхности на Н = 8 м, тогда уровень в закрытом пьезометре h_п = Н + h = 8 + 16 = 24 м.

8.Гидростатическое давление относят к категории …

			поверхностных сил
			массовых сил
			сил давления
			сил трения

9. Имеется цилиндрическая поверхность АВ с радиусом 1 м, шириной 2 м и глубиной воды 8 м. Тогда горизонтальная составляющая силы весового гидростатического давления приблизительно равна _____ кН.

Пример: Горизонтальная составляющая силы давления равна давлению в центре тяжести вертикальной проекции криволинейной поверхности умноженному на площадь вертикальной проекции . В данном случае вертикальная проекция имеет форму прямоугольника высотой равной радиусу, шириной равной ширине фигуры. Тогда глубина расположения центра тяжести проекции относительно поверхности жидкости равна =8 - 0,5 = 7,5 м. Удельный вес воды γ ≈ 10 кН/м³. Площадь вертикальной проекции S_Z = R· В = 1 · 2 = 2 м². Подставив данные в формулу Р_Х получим, 7,5 · 10 · 2 = 150 кН.

Высота подъема воды в закрытом пьезометре, если точка его присоединения заглублена на 5 м под уровень воды, а абсолютное давление над свободной поверхностью составляет 0,6 атм, равна ______ м.

Пример: Для решения задачи необходимо заменить действия давления на поверхности эквивалентной ему высотой столба жидкости, помня о том, что одна атмосфера равна 10 м вод. ст. р = 1 кгс/см² == h = 10 м вод. ст. Давлении на поверхности 0,6 кгс/см², что равно h = 6 м точка подключения пьезометра заглублена относительно поверхности на Н = 5 м, тогда уровень в закрытом пьезометре h_п = Н + h = 5+ 6 = 11 м.

Пьезометрическая высота подъема воды в закрытом пьезометре, если точка его присоединения заглублена на 9 м под уровень воды, а абсолютное давление над свободной поверхностью составляет 1,1 атм, равна ____ м.

Пример: Для решения задачи необходимо заменить действия давления на поверхности эквивалентной ему высотой столба жидкости, помня о том, что одна атмосфера равна 10 м вод. ст. р = 1 кгс/см² == h = 10 м вод. ст. Давлении на поверхности 1,1 кгс/см², что равно h = 11 м точка подключения пьезометра заглублена относительно поверхности на Н = 9 м, тогда уровень в закрытом пьезометре h_п = Н + h = 9+ 11 = 20 м.

12. Поверхностное абсолютное давление, если высота подъема воды в закрытом пьезометре составляет 5 м, а точка его присоединения заглублена на 4 м под уровень воды, составляет _____ атм.

			0,1
			0,5
			0,4
			1,1

Пример: Любой горизонт, проведенный в жидкости является плоскостью равного давления. Проведем горизонтальную плоскость (0-0) по точке подключения пьезометра. Уровень жидкости в пьезометре h_п = 5 м. Уровень со стороны бака должен быть таким же. Точка заглубления пьезометра располагается на глубине Н = 4 м, тогда высота соответствующая давлению на поверхности h = р/γ. Определится как h = h_п – Н = 5 – 4 = 1 м, что соответствует давлению на поверхности 0,1 атм.

13. Имеется цилиндрическая поверхность АВ с радиусом 1 м, шириной 2 м и глубиной воды 4 м. На поверхность жидкости действует избыточное давление, равное примерно 10000 Па. Тогда вертикальная составляющая силы весового гидростатического давления приблизительно равна _____ кН.

			84,3
			168,6
			16,86
			8,43

14. В жидкостях и газах могут действовать две категории сил, которые называют силами …

			массовыми и поверхностными
			инерции и тяжести
			давления и трения
			трения и напряжения

15. Зависимость динамической вязкости от температуры для чистой воды, предложенная Пуазейлем –

Пьезометрическая высота подъема воды в закрытом пьезометре, если точка его присоединения заглублена на 8 м под уровень воды, а избыточное давление над свободной поверхностью составляет 1,6 атм, равна ____ м.

17. Имеется цилиндрическая поверхность АВ с радиусом 2 м, шириной 4 м и глубиной воды 6 м. Тогда горизонтальная составляющая силы весового гидростатического давления приблизительно равна _____ кН.

Пьезометрическая высота подъема воды в закрытом пьезометре, если точка его присоединения заглублена на 8 м под уровень воды, а избыточное давление над свободной поверхностью составляет 1,6 атм, равна ____ м.

Пьезометрическая высота подъема воды в закрытом пьезометре, если точка его присоединения заглублена на 6 м под уровень воды, а абсолютное давление над свободной поверхностью составляет 0,4 атм, равна ____ м.

20. Поверхности равного давления в покоящейся жидкости, находящейся под действием только силы тяжести, …

			всегда горизонтальны
			всегда вертикальны
			всегда наклонны
			не существуют

Поверхностное абсолютное давление, если высота подъема воды в закрытом пьезометре составляет 5 м, а точка его присоединения заглублена на 4 м под уровень воды, составляет _____ атм.

			0,1
			0,5
			0,4
			1,1

Динамика

1. Расход воды в трубе круглого сечения, если ее гидравлический радиус равен 0,5 м, а средняя скорость составляет 2 м/с, равен ____ м³/с.

			6,28
			0,628
			3,14
			1,57

Пример: Гидравлический радиус определяется по формуле: (м)

R_Г – гидравлический радиус;

ω – площадь живого сечения потока (м²);

Х – смоченный периметр.

Для круглой трубы R_г = d/4. Определим диаметр трубы. d = 4R_г = 0,5 х 4 = 2 м.

Определим расход Q = ω · V, рассчитаем площадь трубы ω = πd²/4 = 3,14 м². Тогда расход Q = ω · V равняется 6,28 м³/с.

2. Коэффициент гидравлического трения для потока жидкости при средней скорости равной 0,1 м/с, диаметре трубы 0,015 м и коэффициентом вязкости 10^–6 м²/с составляет …

			0,043
			0,0215
			0,043
			0,086

Пример: Выбор формулы для расчета коэффициента гидравлического трения λ производится в зависимости от величины числа Рейнольдса .

Подставив данные в формулу, получим, R_е=1500, т.е. меньше критического 2320 т.е. режим ламинарный. Для ламинарного режима λ вычисляется 64/R_е, подставив получим 0,043.

3. Если длина трубопровода 200 м, расход жидкости 0,10 м³/с, диаметр трубы 0,25 м, а коэффициент гидравлического трения составляет 0,06, то потери по длине для потока жидкости равны …

			10,18 м
			0,51 м
			1,02 м
			5,09 см

Пример: Потери по длине определяются по формуле: (м)

λ – коэффициент гидравлического трения f(R_е·Δ).

Для расчета необходимо определить скорость движения жидкости в трубе: , подставив данные, получим V=2,04 м/с, подставив величину скорости в формулу потерь получим, h_ℓ = 10,18 м.

4. Коэффициент местных потерь на выходе потока из трубы в бассейн большого размера равен …

			1,0
			2,0
			12,5

5. Дифференциальное уравнение движения невязкой жидкости – уравнение Эйлера имеет следующий вид …

6. Укажите на рисунке между сечениями 1–1 и 3–3 линию пьезометрического напора.

			Б–Б
			А–А
			В–В
			О–О

7. Средняя скорость жидкости в трубе круглого сечения с гидравлическим радиусом, равным 1 м, при расходе 5 м³/с, равна ____ м/с.

			0,4
			0,2
			0,5

Пример: Гидравлический радиус определяется по формуле: (м)

R_Г – гидравлический радиус;

ω – площадь живого сечения потока (м²);

Х – смоченный периметр.

Для круглой трубы R_г = d/4. Определим диаметр трубы d = 4R_г = 1 х 4 = 4 м.

Рассчитаем площадь трубы ω = πd²/4, она равняется 12,56 м²/с.

Определим скорость движения жидкости , подставив данные получим V = 0,4 м/с.

8. Укажите на рисунке между сечениями 1–1 и 3–3 напорную линию.

			А–А
			Б–Б
			В–В
			О–О

9. Коэффициент местных потерь на входе потока в трубу из бассейна или бака, равен …

			0,5
			1,0
			2,0
			5,0

10. Коэффициент гидравлического трения для потока жидкости при расходе жидкости равном 40 см³/с, диаметре трубы 0,03 м и коэффициентом вязкости 10^–6 м²/с составляет …

			0,038
			0,38
			0,076
			0,76

Пример: Выбор формулы для расчета коэффициента гидравлического трения λ производится в зависимости от величины числа Рейнольдса .

Рассчитаем скорость движения жидкости . Переведя величину расхода в м³/с = 40·10^-6 м³/с. Определив скорость, подставим данные в формулу числа Рейнольдса и определим его величину R_е= 1699 т.е. меньше критического 2320, т.е. режим ламинарный. Для ламинарного режима λ вычисляется 64/R_е, подставив, получим 0,038.

11. Гидравлический радиус для трубы круглого сечения при расходе жидкости 1 м³/с и средней скорости 0,5 м/с равен _____ м.

			0,4
			0,8
			0,16
			1,6

Пример: Из формулы определим диаметр трубы . Подставив данные, получим d=1,6м. Гидравлический радиус определяется: (м)

R_Г – гидравлический радиус;

ω – площадь живого сечения потока (м²);

Х – смоченный периметр.

Для круглой трубы R_г = d/4, т.е. R_г=1,6/4=0,4 м.

12. Уравнение Бернулли для установившегося движения невязкой жидкости при действии сил тяжести и сил давления имеет вид …

13. Укажите на рисунке между сечениями 1–1 и 3–3 плоскость сравнения.

			О–О
			А–А
			Б–Б
			В–В

14. Если диаметр круглой трубы уменьшается в 2 раза, а коэффициент отнесен к скоростному напору после сужения, то коэффициент сопротивления при резком сужении потока равен …

			0,75
			0,5
			0,25
			1,0

15. Коэффициент гидравлического трения для потока жидкости при расходе жидкости равном 10 см³/с, диаметре трубы 2 см и коэффициентом вязкости 10^–6 м²/с составляет …

			0,1
			0,5
			0,25
			0,01

Пример: Выбор формулы для расчета коэффициента гидравлического трения λ производится в зависимости от величины числа Рейнольдса .

Рассчитаем скорость движения жидкости . V= 3,18 см/с, переведем коэффициент кинематической вязкости в см²/с. Ν = 10^-6 м²/с = 0,01 см²/с. Подставим данные в формулу числа Рейнольдса определим его величину R_е= 636 т.е. меньше критического 2320, т.е. режим ламинарный. Для ламинарного режима λ вычисляется 64/R_е, подставив, получим 0,1.

16. Силы внутреннего трения отсутствуют в …

			невязкой жидкости
			вязкой жидкости
			твердом теле
			в газообразном теле

17. Если диаметр круглой трубы уменьшается в 2 раза, а коэффициент отнесен к скоростному напору после сужения, то коэффициент сопротивления при резком сужении потока равен …

			0,75
			0,5
			0,25
			1,0

18. Использовать несистемные единицы измерения в формулах гидравлики для численных расчетов …

			запрещено
			разрешено
			разрешено, но с исключениями
			запрещено, но с исключениями

21.Укажите на рисунке между сечениями 1–1 и 3–3 линию скоростного напора.

			А–А
			Б–Б
			В–В
			О–О

19. В энергетической интерпретации уравнения Бернулли для установившегося движения невязкой жидкости при действии сил тяжести и сил давления потенциальная энергия, отнесенная к единице веса (удельной потенциальной энергии), обозначается как …

20. Если длина трубы 100 м, средняя скорость 1,5 м/с, диаметр трубы 0,4 м, а коэффициент гидравлического трения составляет 0,03, то потери по длине для потока жидкости равны …

			0,86 м
			1,72 см
			8,6 м
			17,2 см

Пример: Потери по длине определяются по формуле: (м)

λ – коэффициент гидравлического трения f(R_е·Δ).

Подставив данные, получим h_ℓ = 0,86 м.

21. Если диаметр круглой трубы уменьшается в 2 раза, а коэффициент отнесен к скоростному напору после сужения, то коэффициент сопротивления при резком сужении потока равен …

			0,75
			0,5
			0,25
			1,0

22. Коэффициент гидравлического трения для потока жидкости при средней скорости равной 0,05 м/с, диаметре трубы 0,01 м и коэффициентом вязкости 10^–6 м²/с составляет …

			0,128
			0,032
			0,016
			0,064

23. Средняя скорость жидкости в трубе круглого сечения с гидравлическим радиусом, равным 0,5 м, при расходе 2 м³/с, составляет ____ м/с.

			0,636
			6,36
			0,0636
			0,0318

24. Коэффициент гидравлического трения для потока жидкости при средней скорости равной 0,1 м/с, диаметре трубы 0,015 м и коэффициентом вязкости 10^–6 м²/с составляет …

			0,043
			0,0215
			0,043
			0,086

25. Если диаметр круглой трубы увеличивается в 2 раза, а коэффициент отнесен к скоростному напору после расширения, то коэффициент сопротивления при резком расширении потока равен …

			9,0
			2,0
			4,0
			8,0

28.Если длина трубы 200 м, расход жидкости 0,40 м³/с, диаметр трубы 0,5 м, а коэффициент гидравлического трения составляет 0,03, то потери по длине для потока жидкости равны …

			2,55 м
			25,5 см
			5,1 мм
			10,2 м

29. 29.Если диаметр круглой трубы увеличивается в 2 раза, а коэффициент отнесен к скоростному напору до расширения, то коэффициент сопротивления при резком расширении потока равен …

			0,5625
			0,25
			0,5
			1,0

30. Коэффициент гидравлического трения для потока жидкости при расходе жидкости равном 10 см³/с, диаметре трубы 2 см и коэффициентом вязкости 10^–6 м²/с составляет …

			0,1
			0,5
			0,25
			0,01

31. Если длина трубы 200 м, средняя скорость 1,2 м/с, диаметр трубы 0,125 м, а коэффициент гидравлического трения составляет 0,025, то потери по длине для потока жидкости равны …

			2,94 м
			1,47 см
			29,4 м
			14,7 см

32. Средняя скорость жидкости в трубе круглого сечения с гидравлическим радиусом, равным 0,5 м, при расходе 2 м³/с, составляет ____ м/с.

			0,636
			6,36
			0,0636
			0,0318

Теория подобия

1. Критерий Рейнольдса имеет вид ______, где – плотность, p – давление, l – геометрический параметр, V – скорость, P – сила, – кинематическая вязкость.

			, где
			, где
			, где
			, где

2. Две гидравлические системы будут геометрически подобными если выполняется соотношение _______, где l – линейный размер, V – скорость, t – время, F – сила.

3. Критерий Эйлера имеет вид __________, где – плотность, p – давление, l – геометрический параметр, V – скорость, P – сила.

			, где
			, где
			, где
			, где

4. Две гидравлические системы будут геометрически подобными, если выполняется соотношение ______, где l - линейный размер, V - скорость, t - время, F - сила, S - площадь.

5. Критерий Архимеда имеет вид _______, где l – линейный параметр, V – скорость, – разность плотностей, g – ускорение свободного падения.

			, где
			, где
			, где
			, где

6. Критерий Фруда имеет вид ______, где – плотность, p – давление, l – геометрический параметр, V – скорость, P – сила, – кинематическая вязкость, g – ускорение свободного падения.

			, где
			, где
			, где
			, где

7. Для динамически подобных систем обязательным является выполнение постоянного соотношения между …