KURZUS: Hő- és áramlástan

MODUL: II. modul: Ideális kontínuumok áramlása

II. modulzáró feladatsor

1. kérdés

Három állítást közlünk.

1.A lokális gyorsulás megadja, hogy a térben rögzített pontokban van-e, és mekkora a sebességváltozás.
2.Az Euler-féle módszer alapfüggvénye azt adja meg, hogy az áramló kontínuum által kitöltött térben a részecskék sebessége az idő függvényében hogyan változik.
3.A konvektív gyorsulás azt fejezi ki, hogy a térben rögzített pontok között elmozduló kontínuum elszenved-e sebességváltozást.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Az 1. helyes a többi helytelen.
b) Az 1. helytelen a többi helytelen.
c) A 2. helyes a többi helytelen.
d) A 2. helytelen a többi helyes.
e) A 3. helyes a többi helytelen.
f) Az 1. és a 2. helyes, a 3. helytelen.
g) Mindhárom helyes.

2. kérdés

Válassza ki az alább megadott négy lehetőség közül a hiányos meghatározás végére helyesen illeszkedőt!

Az áramvonal az áramló kontínuum által kitöltött térben...
a) az egyes pontokban észlelhető sebességek nagyságát mutatja.
b) az egyes pontokban megmutatja a sebességek eloszlását.
c) az egyes pontokban észlelhető sebességvektorok burkoló görbéje.
d) az egyes pontokban a sebességvektorokra merőleges burkoló görbe.
e) a részecskék mozgását mutató burkoló görbe.

3. kérdés

Három állítást közlünk.

1.A folytonosság törvénye az anyagmegmaradás törvényének speciálisan az áramló kontínuumra vonatkoztatott alakja.
2.Folyadékok és gázok csövekben lezajló áramlása esetében a térfogatáram állandósága fejezi ki az anyagmegmaradás törvényét.
3.A folytonosság törvénye csak ideális közegekre érvényes.
kVálassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
b) Az 1. és a 2. helyes, 3. helytelen.
c) Az 1. helyes, a 2. és a 3. helytelen.
d) Az 1. és a 2. helytelen, a 3. helyes.
e) Mindhárom helyes.

4. kérdés

Három állítást közlünk.

1.Az instacionárius áramlásban a sebességvektorok nem lehetnek egymással párhuzamosak.
2.Stacionárius áramlásban a sebességek minden pontban azonos nagyságúak és irányúak.
3.Az hogy egy áramlás stacionárius vagy instacionárius mindig attól függ, hogy milyen koordináta rendszerben vizsgáljuk.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
b) Az 1. és a 2. helyes, 3. helytelen.
c) Az 1. helyes, a 2. és a 3. helytelen.
d) Az 1. és a 2. helytelen, a 3. helyes.
e) Mindhárom helyes.
f) Egyik sem helyes.

5. kérdés

Válassza ki az alább megadott lehetőségek közül a meghatározás végére helyesen illeszkedőt!

A Bernoulli-egyenlet azt fejezi ki, hogy...
a) az áramlásban a kontínuum összes energiatartalma nem változik.
b) az áramlásban elképzelt tetszőleges görbe mentén az áramló ideális kontínuum mozgási energiája nem változik.
c) az áramlásban elképzelt tetszőleges görbe mentén az áramló ideális kontínuum összes energiatartalma nem változik.
d) az áramlásban elképzelt tetszőleges görbe mentén az áramló ideális kontínuum mozgási és helyzeti energiája nem változik.
e) az áramlásban elképzelt tetszőleges görbe mentén az áramló ideális kontínuum mozgási, helyzeti és nyomási energiája nem változik.

6. kérdés

A Bernoulli-egyenlet három alakját adjuk meg itt.

1. ( c 2 2 ) | 1 2 + U| 1 2 + 1 2 ( p ρ ) =0
2. ( c 2 2 ) | 1 2 + z| 1 2 + ( p ρ ) | 1 2 =0
3. 1 2 ( c t ds ) + ( c 2 2 ) | 1 2 + U| 1 2 + 1 2 ( p ρ ) =0
Válassza ki a megadott egyenletekre vonatkozóan az alábbi értékelések közül a helytállót.
a) Az 1. helyes, a 2. és a 3. helytelen.
b) Az 1. és a 2. helytelen, a 3. helyes.
c) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
d) Az 1. és a 2. helyes, 3. helytelen.
e) Mindhárom helyes.
f) Egyik sem helyes.

7. kérdés

Válassza ki az alább megadott lehetőségek közül a hiányos állítás végére helyesen illeszkedőt!

Az impulzus-tétel felírásakor a nyomásból származó erőkkel csak akkor nem kell számolnunk, ha...
a) az ellenőrző felület mentén a nyomás mindenütt állandó.
b) az ellenőrző felület mentén a nyomásból származó erők mindenütt merőlegesek a felületre.
c) az ellenőrző felület mentén mindenütt. megegyezik a külső és belső nyomás.
d) az ellenőrző felület mentén a sebesség mindenütt merőleges a felületre.
e) az ellenőrző felület mentén a nyomás mindenütt azonos.

8. kérdés

Három állítást közlünk.

1.Az impulzus erők a folyadék sebességével egyirányúak.
2.Az impulzus-tétel stacionárius áramlások esetén érvényes.
3.A nyomásból származó erők merőlegesek az ellenőrző felületre és mindenütt ellentétesek az impulzus erőkkel.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Az 1. és a 2. helyes, a 3. helytelen.
b) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
c) Az 1. és a 3. helytelen, a 2. helyes.
d) A 2. és a 3. helyes, az 1. helytelen.
e) Mindhárom helyes.
f) Mindhárom helytelen.

1. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Az ábrán látható tartályban gyakorlatilag állandó a vízszint magassága. A tartályból egy olyan csatornába ömlik ki a víz, ahol szintén állandó a vízszint, de alacsonyabb a tartályban lévőnél.

A tartályban a vízszint felett 2,65 kPa depresszió uralkodik. A csatornában lévő víz felett a légköri nyomás uralkodik, melynek névleges értéke po=1 bar.

Ideális körülményeket feltételezve, határozzuk meg a tartályból a csatornába átfolyó víz térfogatáramát liter/perc mértékegységben! (A víz sűrűsége 1 kg/dm3)

A tartályból a csatornába átfolyó víz térfogatárama liter/perc mértékegységben:
a) 65,42
b) 94,86
c) 52,63
d) 76,38
e) 88,22
f) 112,6
g) 46,37

2. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Mekkora sebességgel távozik a folyadék az ábrán látható fecskendőből. (g=10 m/sec2)

A fecskendőből távozó víz sebessége (m/s) mértékegységben:
a) 1,58
b) 3,74
c) 2,1
d) 5,32
e) 2,69
f) 1,86
g) 4,12

3. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Mekkora teljesítményt szolgáltat 48 km/h szélsebesség mellett az a 11,6 m átmérőjű szélkerék, melynek propellerhatásfoka 56%. A levegő sűrűsége közelítőleg 1,19 kg/m3. Mekkora erő hat a szélkerékre?

A szélkerék teljesítménye és a szélkerékre ható erő (kW) ill. (kN) mértékegységben:
a) 68,9/6,23
b) 113,6/25,1
c) 61,4/5,62
d) 77,4/9,42
e) 54/6,16
f) 96,8/15,73
g) 125,2/36,81

4. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Az ábrán látható kialakítású, 4,6 kg tömegű lapátot 3,6 m/s sebességgel érkező A= 70 cm2 keresztmetszetű vízsugár támad meg.

Határozza meg a lapát egyensúlyban tartáshoz szükséges erő vízszintes és függőleges komponensének nagyságát.

A számítások során tételezze fel, hogy az áramlás kétdimenziós és súrlódásmentes.

A víz sűrűségét 1 kg/dm3 értékkel vegye figyelembe.

A lapát egyensúlyban tartásához szükséges erő vízszintes/függőleges komponense (N) mértékegységben az ábra szerinti irány megjelölésével:
a) 123,4 balra; 41,45 felfelé
b) 83,42; balra; 51,62 lefelé
c) 76,42 balra; 39,41 lefelé
d) 83,42 balra; 61,62 felfelé
e) 68,4 balra; 74,5 felfelé
f) 107,4 balra; 80,94 felfelé
g) 116,4 balra; 66,23 felfelé

5. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Méréssel megállapítottuk, hogy egy hirtelen keresztmetszet-bővülés során a nyomás 1520 Pa-lal nő.

Ideálisnak feltételezve a folyadékot, határozzuk meg, hogy másodpercenként hány liter víz folyik át, ha tudjuk, hogy a hirtelen keresztmetszet-bővülésnél a két átmérő 60 mm és 140 mm?

Az átfolyó víz mennyisége (liter/perc) mértékegységben:
a) 539,9
b) 311,5
c) 423,5
d) 283,1
e) 394,2
f) 513,4
g) 254,8