Alla förståelsefrågor (ish) från boken + tentor (ENG + SV) Flashcards
Definiera interna, externa och öppna kanalflöden
Externt - Ett ej avgränsad flöde, alltså fritt flöde över en platta eller dylikt
Internt - Ett avgränsat flöde, t.ex. genom ett rör eller dylikt
Öppet - Både internt och externt. Ett flöde från ett rör som rinner ut till en flod exempelvis
Definiera kompressibel och inkompressibel vätska
Kompressibel - Densiteten varierar
Inkompressibel - Densiteten förblir ungefär konstant.
Dock kan t.ex. luft approximeras som inkompressibel (trots att den är kompressibel) beroende på tryck- och temperaturförändringar etc.
Vad innebär no-slip?
Ett antagande man kan använda sig av som innebär att en fluid förblir stilla relativt en fast yta för de fluidpaket som har kontakt med väggen. Man kan säga att fluidpaketen fastnar mot ytan pga. av vätskans viskositet.
Skillnad på klassisk och statistisk approach?
Klassisk - Makroskopisk, baseras på experiment och analyser av vätskans uppförande
Statistisk - Mikroskopisk, baseras på det genomsnittliga uppförandet av en större grupp molekyler
Definiera stationär process?
En process som förblir oförändrad över tid inom systemet. Ex. Ett jämt flöde genom ett rör
Ostationär: En ballong som blåses upp, eller att vi förbränner något
Definiera system, omgivning, avgränsning (boundary).
System - Det område vi valt att studera
Omgivning - Området utanför systemet
Avgränsning - Den verkliga/imaginära avgränsningen mellan system och omgivning
Hur definieras “mach-numret” för ett flöde?
Mach nummer: Ma = V /c = speed of flow/speed of sound, där c = 346 m/s
Ma=1: sonisk (“ljudhastighet”), Ma<1: subsonisk, Ma>1: supersonisk (“överljudshastighet”),
Ma»1 hypersonisk
Hur förändras den dynamiska viskositeten för vätskor och gaser vid varierande temperatur?
Vätskor: Minskar vid ökande temperatur
Gaser: Ökar vid ökande temperatur
Påminnelse: Tänk bilmotor på vintern. Svår att starta pga. att oljan har högre viskositet vid låg temperatur.
Hur förändras den kinematiska viskositeten för vätskor och gaser vid varierande temperatur?
Vätskor: Minskar vid ökande temperatur
Gaser: Ökar vid ökande temperatur
Skillnad mellan mätar-tryck och absolut-tryck?
Mätar-tryck: Trycket relativt atmosfärstrycket
Absolut-trycket: Trycket relativt vacuumtryck
Två identiska fläktar, en vid havsnivå och en på toppen av ett berg. Jämför volymflöde och massflöde.
Luftens densitet är högre vid havsnivå, vilket inte kommer påverka volymflödet, men massflödet kommer vara högre vid havsnivån.
Definiera resulterande hydrostatiskt kraft som utövas på en nedsänkt yta, samt tryckets centrum.
Den resulterande hydrostatiska kraften som utövas på en nedsänkt yta är resultanten av alla tryckkrafter som utövas på ytan. Den resulterande kraftens angreppspunkt kallas tryckets centrum och den ligger generellt inte i mitten på kroppen pga. det hydrostatiska tryckets variation.
Varför är dammar tjockare i botten?
Pga. att tryckkrafterna ökar med djupet.
Vad innebär flytkraft?
Den uppåtriktade kraft som en fluid utövar på en nedsänkt kropp kallas flytkraft. Den beror på kommer från tryckökningen som bildas vid större djup.
F B= p fg V
Om F B> W, så flyter kroppen.
Påverkas flytkraften av djupet och kroppens densitet?
Oberoende av djupet och densitet (material spelar ingen roll), endast volymen påverkar.
Anta stationärt adiabatiskt flöde av en inkompressibel vätska. Om temperaturen är konstant under flödet, är det rätt att säga att friktionen är försumbar?
Ja, eftersom irreversibiliteter, som friktion, skulle öka entropin och temperaturen.
Vad är kinetisk energi korrektionsfaktor?
Den kompenserar för felet som uppstår då vi räknar med medelhastighet. Är ofta försumbar vid turbulenta flöden, men kan ha påverkan vid laminära flöden.
Rek. anv. α = 1, 05 vid fullt turbulent och α = 2.0 .
Kan göra stor skillnad om hastigheterna är
höga, annars kan den ofta försummas vid turbulenta flöden åtminstone.
Why are liquids usually transported in circular pipes?
Liquids are usually transported in circular pipes because pipes with a circular cross section can withstand large pressure differences between the inside and the outside without undergoing any significant distortion.
What is the physical significance of the Reynolds number?
Reynolds number is the ratio of the inertial forces to viscous forces, and it serves as a criterion for determining the flow regime. At large Reynolds numbers, for example, the flow is turbulent since the inertia forces are large relative to the viscous forces, and thus the viscous forces cannot prevent the random and rapid fluctuations of the
fluid.
How is the hydrodynamic entry length defined for flow in a pipe? Is the entry length longer in laminar or turbulent flow?
The region from the tube inlet to the point at which the boundary layer merges at the centerline is called the hydrodynamic entrance region, and the length of this region is called hydrodynamic entry length. The entry length is much longer in laminar flow than it is in turbulent flow. But at very low Reynolds numbers, L h is very small (e.g., L h = 1.2D at Re = 20).
Consider laminar flow in a circular pipe. Will the wall shear stress t w be higher near the inlet of the pipe or near the exit? Why? What would your response be if the flow were turbulent?
The wall shear stress τ w is highest at the tube inlet where the thickness of the boundary layer is nearly zero, and decreases gradually to the fully developed value. The same is true for turbulent flow.
What is the physical mechanism that causes the friction factor to be higher in turbulent flow?
In turbulent flow, it is the turbulent eddies due to enhanced mixing that cause the friction factor to be larger. This turbulent mixing leads to a much larger wall shear stress, which translates into larger friction factor.
Consider laminar flow of air in a circular pipe with perfectly smooth surfaces. Do you think the friction factor for this flow will be zero? Explain.
During laminar flow of air in a circular pipe with perfectly smooth surfaces, the friction factor is not zero because of the no-slip boundary condition, which must hold even for perfectly smooth surfaces.
Explain why the friction factor is independent of the Reynolds number at very large Reynolds numbers.
At very large Reynolds numbers, the flow is fully rough and the friction factor is independent of the Reynolds number. This is because the thickness of viscous sublayer decreases with increasing Reynolds number, and it be comes so thin that the surface roughness protrudes into the flow. The viscous effects in this case are produced in the main flow primarily by the protruding roughness elements, and the contribution of the viscous sublayer is negligible.