Zagadnienia do egzaminu z Mechaniki Płynów

Zagadnienia do egzaminu z Mechaniki Płynów
2000/09
1. Podstawowe właściwości płynu: gęstość, ściśliwość, rozszerzalność cieplna i lepkość.
2. Siły działające w płynach. Elementarna siła masowa i powierzchniowa.
3. Stan naprężeń w płynie: naprężenia styczne i normalne.
4. Rodzaje i jednostki ciśnienia.
5. Równanie równowagi płynu (interpretacja fizyczna). Prawo Pascala. Ciśnienie
hydrostatyczne.
6. Prawo naczyń połączonych. Rodzaje manometrów cieczowych.
7. Napór hydrostatyczny na ściany płaskie. Siła naporu, głębokość środka naporu. Paradoks
hydrostatyczny Stevina.
8. Napór hydrostatyczny na ściany zakrzywione.
9. Wypór hydrostatyczny. Prawo Archimedesa.
10. Stateczność pływania ciał na powierzchni swobodnej (warunek stateczności).
11. Równanie ruchu płynu doskonałego (równanie Eulera i jego interpretacja fizyczna).
12. Strumień przepływu i prędkość średnia. Strumień masowy i objętościowy.
13. Zasada zachowania masy. Równanie ciągłości ruchu jednowymiarowego.
14. Równanie Bernoulliego dla strugi cieczy doskonałej i jego zastosowania.
15. Zastosowanie równania Bernoulliego do wyznaczania prędkości miejscowej. Ciśnienie
statyczne, dynamiczne i całkowite.
16. Zasada wyznaczania prędkości miejscowej rurką Pitota.
17. Zasada wyznaczania prędkości miejscowej rurką Prandtla.
18. Pomiar strumienia objętości metodą zwężkową.
19. Wypływ ustalony cieczy przez mały otwór. Wzór Torricellego.
20. Określenie rzeczywistego natężenia przepływu cieczy przez mały otwór: współczynnik
prędkości, kontrakcji i wypływu.
21. Ustalony wypływ cieczy przez przystawki (cel stosowania przystawek, rodzaje
przystawek).
22. Wypływ ustalony przez duży otwór (przelewy miernicze).
23. Wypływ gazu przez mały otwór (paradoks Saint-Venanta-Wantzela, krytyczny stosunek
ciśnień).
24. Zjawisko kawitacji i jego konsekwencje.
25. Interpretacja fizyczna równania ruchu płynu lepkiego (równania Naviera-Stokesa).
26. Zasady podobieństwa modelowego przepływów (podobieństwo geometryczne,
kinematyczne i dynamiczne, liczby podobieństwa).
27. Interpretacja fizyczna liczb podobieństwa uzyskanych z analizy równania NavieraStokesa (Re, Eu, St, Fr).
28. Uogólnione równanie Bernoulliego i jego zastosowania.
29. Interpretacja fizyczna współczynnika Coriolisa.
30. Wzór na obliczanie oporów liniowych (wzór Darcy’ego-Weisbacha). Obliczanie liniowej
straty ciśnienia i wysokości strat liniowych).
31. Wzór na obliczanie oporów miejscowych (obliczanie miejscowej straty ciśnienia i
wysokości strat miejscowych).
32. Cechy przepływów laminarnych. Krytyczna liczba Reynoldsa.
33. Przepływ laminarny w przewodzie rurowym (rozkład prędkości w przekroju
poprzecznym, związek między prędkością średnią i maksymalną, zależność strat ciśnienia od
prędkości średniej, współczynnik strat liniowych).
34. Cechy przepływów turbulentnych.
35. Przepływ turbulentny w przewodzie rurowym (rozkład prędkości w przekroju
poprzecznym, związek między prędkością średnią i maksymalną, zależność strat ciśnienia od
prędkości średniej, współczynnik strat liniowych).
36. Warstwa przyścienna (rodzaje, cechy, rozkład prędkości, naprężenia). Pojęcie
hydraulicznej gładkości przewodu.
37. Opis turbulentnej strugi swobodnej. Zasięg strugi.
38. Współczynnik oporów liniowych () w zależności od rodzaju ruchu płynu lepkiego.
Interpretacja wykresu Nikuradsego (związek  z liczbą Re i chropowatością przewodu).
39. Współczynnik strat miejscowych () (od czego zależy; gdzie występują straty miejscowe).
40. Przepływ płynu nieściśliwego w systemie szeregowym (od czego zależy). Oporność
hydrauliczna systemu.
41. Oporność hydrauliczna pojedynczego przewodu. Charakterystyka przepływu dla
pojedynczego przewodu.
42. Charakterystyka przepływu dla systemu szeregowego i jej interpretacja graficzna.
43. Charakterystyka przepływu dla równolegle połączonych przewodów i jej interpretacja
graficzna.
44. Zasady sporządzania wykresów Ancony.
45. Cechy ruchu równomiernego w przewodzie otwartym. Interpretacja równania Bernoulligo
dla ruchu równomiernego. Formuła de Chezy’ego.
46. Rozkład prędkości w przekroju poziomym i pionowym kanału prostokątnego (prędkość
maksymalna i prędkość średnia).
47. Najkorzystniejszy przekrój poprzeczny kanału (zasada określania, przykłady).
48. Energia rozporządzalna w przekroju przepływowym kanału. Podział przepływów na
spokojne i rwące.
49. Przepływ krytyczny i jego cechy (głębokość krytyczna, prędkość krytyczna, spadek
krytyczny).
50. Filtracja wód gruntowych (cechy przepływu filtracyjnego).
51. Doświadczenie Darcy’ego i jego wnioski.
52. Prawo filtracji ruchu równomiernego. Współczynnik filtracji (od czego zależy, jak go
można wyznaczyć wykorzystując doświadczenie Darcy’ego).
53. Interpretacja fizyczna równania ruchu filtracyjnego.
54. Pojęcia: filtracji bezciśnieniowej i ciśnieniowej, filtracji równomiernej.
55. Cechy równomiernej filtracji ciśnieniowej wód gruntowych (równanie linii depresji,
prędkość filtracji, strumień objętości).
56. Cechy równomiernej filtracji bezciśnieniowej wód gruntowych (równanie linii depresji,
prędkość filtracji, strumień objętości).
57. Interpretacja pojęć: krzywa depresji, zasięg depresji, strumień dopływu wody gruntowej
na przykładzie rowu lub studni zwykłej.
58. Związek zasady zachowania pędu z reakcją hydrodynamiczną w przewodach (od czego
zależy siła reakcji hydrodynamicznej).
59. Zjawisko oderwania warstwy przyściennej i jego skutki.
60. Pojęcia: współczynnika ciśnienia, współczynnika oporu profilowego, oporu
ciśnieniowego i oporu tarcia.