Az áramlástan alapjai I-II.

Tartalom

I. KÖTET
Bevezetés 3
A Tankönyv és használata 5
1. FEJEZET: A FOLYADÉKOK SAJÁTOSSÁGAI, AZ ÁRAMLÁSTANBAN ALKALMAZOTT FIZIKAI MENNYISÉGEK ÉS LEÍRÁSUK 9
1.1. Lecke: A folyadékok és a szilárd anyagok összehasonlítása 12
(1.1.1. A szilárd test és a folyadék deformációja, 1.1.2. Newton viszkozitási törvénye, 1.1.3. Viszkozitás, a folyadékok néhány tulajdonsága)
Feladatok 16
1.2. Lecke: A folyadékok néhány tulajdonsága, az ideális folyadék 17
(1.2.1. Gázok, gőzök, cseppfolyós közegek, 1,2.2. A gáztörvény, 1.2.3. A kavitáció, 1.2.4. A közegek viszkozitásának magyarázata, 1.2.5. Az ideális folyadék)
Feladatok 23
1.3. Lecke: A folyadékok áramlásának leírása 24
(1.3.1. A sűrűség, 1.3.2. Nyomás, 1.3.3. Az áramlási sebesség, 1.3.4. Erőterek)
Feladatok 27
1.4. Lecke: Műveletek skalár- és vektorterekkel 28
(1.4.1. Skalárterek megváltozásának jellemzése, 1.4.2. A vektorterek megváltozásának jellemzése, 1.4.3. A vektortér divergenciája és rotációja, 1.4.4. Vektorterek potenciálja)
Feladatok 35
Fejezet záró feladatok 37
Megoldások 39
2. FEJEZET: KINEMATIKA ÉS A FOLYTONOSSÁG TÉTELE 41
2.1. Lecke: Pálya, áramvonal, nyomvonal, áramlások időfüggése, áramlások láthatóvá tétele 43
(2.1.1. Néhány meghatározás, 2.1.2. Stacionárius és instacionárius áramlások, 2.1.3. Az áramlások szemléltetése)
Feladatok 51
2.2. Lecke: A potenciálos örvény 53
(2.2.1. Az örvény áramképe, 2.2.2. A sebességtér rotációja, 2.2.3. A potenciálos örvény sebességtere, 2.2.4. A sebességi potenciál)
Feladatok 57
2.3. Lecke: A kis folyadékrész mozgása, a Laplace-differenciálegyenlet 58
(2.3.1. A deriválttenzor felbontása, 2.3.2. A folyadék hasáb deformációja, 2.3.3. A Laplace-differenciálegyenlet)
Feladatok 62
2.4. Lecke A folytonosság (kontinuitás) tétele 63
(2.4.1. A folytonosság tétele, 2.4.2. A folytonosság tételének alkalmazása áramcsőre, 2.4.3. Átlagsebesség és térfogatáram számítás csőben, 2.4.4. Jellemzők lokális és konvektív megváltozása)
Feladatok 68
Fejezet záró feladatok 70
Megoldások 73
3. FEJEZET: AZ EULER-EGYENLET ÉS A BERNOULLI-EGYENLET 75
3.1. Lecke: A folyadékrészek gyorsulása 77
(3.1.1. A folyadékrész lokális és konvektív gyorsulása, 3.1.2. A konvektív gyorsulás kifejezésének átalakítása, 3.1.3. Áramlás konfúzorban)
Feladatok 82
3.2. Lecke: Az Euler-egyenlet 83
(3.2.1. Az Euler-egyenlet levezetése elemi folyadékrészre ható erők vizsgálatával, 3.2.2, Az Euler-egyenlet különböző alakjai és alkalmazása a folyadéktér leírására, 3.2.3. Az Euler-egyenlet levezetése egy elúszó folyadékrész vizsgálatával)
Feladatok 89
3.3. Lecke: A Bernoulli-egyenlet, a statikus nyomás, a dinamikus nyomás és az össznyomás 91
(3.3.1. Az Euler-egyenlet vonalmenti integrálja: a Bernoulli-egyenlet, 3.3.2. A Bernoulli-egyenlet egyszerűsítésének lehetőségei, 3.3.3. A statikus, a dinamikus és az össznyomás)
Feladatok 96
3.4. Lecke: Az Euler-egyenlet természetes koordináta-rendszerben 97
(3.4.1. A természetes koordináta-rendszerben felírt komponensegyenletek, 3.4.2. Alkalmazások)
Feladatok 102
Fejezet záró feladatok 103
Megoldások 107
4. FEJEZET: ALKALMAZÁSOK 109
(4.1. Lecke: Hidrosztatika, gyorsuló tartály, 4.1.1. A hidrosztatika alapegyenlete, 4.1.2. Nyomás változása tartályban, 4.1.3. Az erőtér és a folyadékfelszín helyzete)
Feladatok 116
4.2. Lecke: Kémény statikus huzata, függőleges gázvezeték, gyorsuló kocsi és forgó edény 118
(4.2.1. A statikus huzat számítása, 4.2.2. Függőleges gázvezeték, 4.2.3. Gyorsuló kocsi, forgó edény)
Feladatok 124
4.3. Lecke: Nyomásváltozás forgó edényben, a Venturi-cső 126
(4.3.1. A nyomás változása forgó edényben, 4.3.2. Térfogatárammérés Venturi-csővel)
Feladatok 132
4.4. Lecke: Kiömlés tartályból, izotermikus atmoszféra 134
(4.4.1. Kiömlés tartályból, 4.4.2. Az izotermikus atmoszféra)
Feladatok 140
4.5. Lecke: Testek úszása, a mélyvízi hullám, radiális ventilátor, Euler-turbinaegyenlet 142
(4.5.1. Testek úszása, 4.5.2. Mélyvízi hullám, 4.5.3. Radiális ventilátor, Euler-turbinaegyenlet)
Feladatok 149
Fejezet záró feladatok 151
Megoldások 155
5. FEJEZET: ÖRVÉNYTÉTELEK 159
5.1. Lecke: A Thomson-tétel és alkalmazása 161
(5.1.1. A Thomson-tétel levezetése, 5.1.2. Indulási és megállási örvény, 5.1.3. Sebességmegoszlás egyenletesítése, 5.1.4. Áramlás víztározó medencében)
Feladatok 170
5.2. Lecke: Helmholtz I. és II. tétele és alkalmazásuk 171
(5.2.1. Helmholtz 1. tétele, 5.2.2. Helmholtz II. tétele, 5.2.3. Alkalmazások)
Feladatok 177
Fejezet záró feladatok 178
Megoldások 179
6. FEJEZET: ÁRAMLÁSTANI MÉRÉSEK 181
6.1. Lecke: A felületi feszültség 233
(6.1.1. A felületi feszültség jellemzése, 6.1.2. A felületi feszültség által okozott túlnyomás, 6.1.3. A folyadékcseppek alakja, 6.1.4. Kapilláris felemelkedés)
Feladatok 187
6.2. Lecke: A nyomás mérése 189
(6.2.1. Az U-csöves mikromanométer, 6.2.2. A fordított U-csöves mikromanométer, 6.2.3. A relatív hiba csökkentésének lehetőségei, 6.2.4. A rugalmas test deformációján alapuló műszerek, 6.2.5. Gyakorlati nyomásmérési problémák)
Feladatok 196
6.3. Lecke: A sebesség és a térfogatáram-mérése 198
(6.3.1. A sebesség mérése dinamikus nyomás mérése alapján, 6.3.2. Egyéb sebességmérési módszerek, 6.3.3. A térfogatáram-mérés, 6.3.4. Térfogatáram-mérés szűkítőelemmel, 6.3.5. A sebességmérésen alapuló térfogatárammérés)
Feladatok 208
Fejezet záró feladatok 210
Megoldások 211
Fejezet záró feladatok megoldásai 213

II. KÖTET
Bevezetés 3
A Tankönyv és használata 5
7. FEJEZET AZ IMPULZUSTÉTEL ÉS ALKALMAZÁSAI 9
7.1. Lecke Az impulzustétel és az impulzus nyomatéki tétel 11
(7.1.1. Az impulzustétel, 7.1.2. Szilárd test az ellenőrző felületben, 7.1.3. Az impulzusnyomatéki tétel, 7.1.4. Az impulzustétel alkalmazása: a mozgó síklap)
Feladatok 18
7.2. Lecke A Borda-féle kifolyónyílás, a Borda-Carnot átmenet és az Euler-turbinaegyenlet. 19
(7.2.1. A Borda-féle kifolyónyílás, folyadéksugár kontrakciója, 7.2.2. A nyomás változása a Borda-Carnot átmenetben, 7.2.3. A csőtoldatra ható erő, 7,2.4 Az Euler-turbinaegyenlet)
Feladatok 26
7.3. Lecke A Pelton-turbina és a szárnyrács elemére ható erő számítása 27
(7.3.1. A Pelton-turbina, 7.3.2. A szárnyrácsra ható erő)
Feladatok 32
7.4. Lecke A féltestre ható erő, a légcsavar, a szélkerék és a hófogó rács 33
(7.4.1. A féltestre ható erő, 7.42. A légcsavar sugárelmélete, 7.4.3. A szélkerék, 7.4.4. A hófogó rács)
Feladatok 41
7.5. Lecke Szabadsugarak 42
(7.5.1. Hengeres szabadsugár, 7.5.2. Sík szabadsugár)
Feladatok 49
7.6. Lecke Légfüggönyök működése 50
(7.6.1. Nyomásviszonyok üzemcsarnokokban, 7.6.2. A kapulégfüggönyök működése)
Feladatok 56
7.7. Lecke Allievi elmélete, sekélyvízi hullám 58
(7.7.1. Nyomáshullámok csővezetékben, a folyadékoszlop megrövidülése, 7.7.2. A nyomáshullám amplitúdója és terjedési sebessége, 7.7.3. A nyomáshullámok terjedése csőben, 7.7.4. A sekélyvízi hullám terjedési sebessége)
Feladatok 65
Fejezet záró feladatok 66
Megoldások 69
8. FEJEZET A SÚRLÓDÁSOS KÖZEGEK ÁRAMLÁSA 75
8.1. Lecke A nemnewtoni közegek és a mozgásegyenlet 78
(8.1.1. A nemnewtoni közegek, 8.1.2. A mozgásegyenlet, 8.1.3. A feszültségállapot és a sebességtér jellemzői közötti kapcsolat, 8.1.4. A mozgásegyenlet legáltalánosabb alakja)
Feladatok 86
8.2. Lecke A Navier-Stokes-egyenlet és néhány alkalmazása 87
(8.2.1. A Navier-Stokes-egyenlet, 8.2.2. A Couette-áramlás, 8.2.3. Lamináris (réteges) áramlás csőben)
Feladatok 93
8.2. Lecke Lamináris és turbulens áramlások 95
(8.3.1. A Reynolds-féle kísérlet, lamináris és turbulens áramlások, 8.3.2. A turbulens áramlások jellemzése, 8.3.3. Az időbeli átlagokra vonatkozó mozgásegyenlet, 8.3.4. A látszólagos feszültségek)
Feladatok 102
8.3. Lecke Az áramlások hasonlósága és a hasonlóság feltételei 104
(8.4.1. Az áramlások hasonlósága, 8.4.2. Az áramlások hasonlóságának feltételei, 8,4.2.1. A hasonlósági számok és alkalmazások, 8.4.3. A hasonlósági számok előállítása erők hányadosaiként)
Feladatok 111
Fejezet záró feladatok 113
Megoldások 117
9. FEJEZET HATÁRRÉTEGEK 119
9.1. Lecke Határrétegek, keveredési úthossz, univerzális faltörvény 122
(9.1.1. A határrétegek jellemzői, 9.1.2. A határréteg-egyenlet, 9.1.3. A keveredési úthossz modell, 9.1.4. Sebességmegoszlás a turbulens határrétegben)
Feladatok 131
9.2. Lecke A határréteg jellemzői, kiszorítás, hő, anyag és impulzusátadás 133
(9.2.1. A csőben kialakuló turbulens határréteg néhány jellemzője, 9.2.2. A határréteg áramlás irányú fejlődése, 9.2.3. A határréteg kiszorítási vastagsága, 9.2.4. Hő és anyagátadás a határrétegben)
Feladatok 138
9.3. Lecke A határréteg leválás és a szekunder áramlások keletkezése 139
9.3.1. A határrétegben csúsztatófeszültségek keletkeznek, 9.3.2. A határréteg leválása, 9.3.3. Áramlás henger körül, 9.3.4. Áramlás diffúzorban, 9.3.5. A leválás megszüntetése, befolyásolása, 9.3.6. A határréteg szekunder áramlást okoz)
Feladatok 151
Fejezet záró feladatok 153
Megoldások 155
10. FEJEZET HIDRAULIKA 157
10.1. Lecke Súrlódási veszteség, dimenzióanalízis 160
(10.1.1. A súrlódási veszteség, 10.1.2. A dimenzióanalízis, 10.1.3. A dimenzióanalízis alkalmazása)
Feladatok 164
10.2. Lecke A csősúrlódási veszteség, összenyomható közeg áramlása csőben, áramlás nyílt felszínű csatornában 166
(10.2.1. A csősúrlódási veszteség, 10.2.2. Érdes csövek, 10.2.3. Nem kör keresztmetszetű csövek, 10.2.4. Beömlési veszteség, veszteségtényező, 10.2.5. Összenyomható közeg áramlása csőben, 10.2.6. Áramlás nyílt felszínű csatornákban)
Feladatok 176
10.3. Lecke Csőidomok áramlási vesztesége 178
(10.3.1. A Borda-Carnot átmenet, 10.3.2. A kilépési veszteség, 10.3.3. Szelepek, tolózárak, csappantyúk, 10.3.4. Hirtelen keresztmetszet-csökkenés, 10.3.5. Diffúzor, 10.3.6. Csőívek, könyökök)
Feladatok 185
10.4. Lecke Alkalmazási példák 186
(10.4.1. Házi vízellátó rendszer szivattyújának kiválasztása, 10.4.2. Áramlás tartályokat összekötő csőben)
Feladatok 190
Fejezet záró feladatok 192
Megoldások 195
11. FEJEZET AZ ÁRAMLÁSBA HELYEZETT TESTEKRE HATÓ ERŐ 197
11.1. Lecke Az áramlási eredetű erő keletkezése, a hengerre ható erő 199
(11.1.1. Az áramlási eredetű erők keletkezése, 11.1.2. A hengerre ható áramlási erő)
Feladatok 205
11.2. Lecke Szárnyakra és hasábra ható ható áramlási eredetű erők, a porszemcse dinamika alapjai 206
(11.2.1. Áramlásba helyezett szárny, 11.2.2. Hasábra ható áramlási erő, 11.2.3. Porszemcsék süllyedési sebessége és mozgásuk áramló gázokban)
Feladatok 217
Fejezet záró feladatok 219
Megoldások 221
12. FEJEZET ÖSSZENYOMHATÓ KÖZEGEK ÁRAMLÁSA, GÁZDINAMIKA, AZ AKUSZTIKA ALAPJAI 223
12.1. Lecke Az energiaegyenlet, a statikus, a dinamikus és az összhőmérséklet, a Bernoulli-egyenlet alkalmazása 225
(12.1.1. Az energiaegyenlet. 12.1.2. A statikus, a dinamikus és az összhőmérséklet, 12.1.3. A Bernoulli-egyenlet összenyomható gázokra)
Feladatok 232
12.2. Lecke A hang terjedési sebessége, összenyomható közegek áramlásának hasonlósága, a hullámok terjedése 234
(12.2.1. A hang terjedési sebessége, 12.2.2. Áramlások hasonlósága összenyomható közegek esetén, 12.2.3. A hullámok terjedése)
Feladatok 241
12.3. Lecke Gázok kiömlése tartályból, a Laval-cső 242
(12.3.1. Kiömlés tartályból, 12.3.2. Áramlás Laval-csőben
Feladatok 250
12.4. Lecke A hullámegyenlet, hangteljesítmény, intenzitás 252
(12.4.1. A hullámegyenlet, 12.4.2. Hang-teljesítmény, intenzitás)
Feladatok 257
12.5. Lecke Szintek, a hang spektrális jellemzése, irányítottság 259
(12.5.1. Szintek, 12.5.2. Műveletek szintekkel, 12.5.3. A zaj spektrális jellemzése, 12.5.4. Irányítottság)
Feladatok 264
Fejezet záró feladatok 265
Megoldások 269
Fejezet záró feladatok megoldásai 271
Ajánlott irodalom 277

Témakörök