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.
1 pont
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.
1 pont
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.
1 pont
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.
1 pont
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.
1 pont
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 ⋅d s ) + ( 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.
1 pont
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.
1 pont
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 pont
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/dm 3)
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
3 pont
2. feladat
(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)
Mekkora sebességgel távozik a folyadék az ábrán látható fecskendőből. (g=10 m/sec 2)
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 pont
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
3 pont
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 cm 2 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/dm 3 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
3 pont
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
3 pont