ĐỀ BÀI TẬP MÔN THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG
Mở đầu: Tính nhớt của chất lỏng
Câu 1. Một vật hình khối chữ nhật có khối lượng M
trượt trên lớp dầu có hệ số nhớt động lực μ, trên mặt
phẳng nằm ngang. Chiều dầy lớp dầu rất mỏng là h;
diện tích tiếp xúc của khối với lớp dầu là S. Khi
được thả tự do, vật có khối lượng m sẽ kéo căng sợi
dây làm cho vật có khối lượng M tăng tốc. Bỏ qua
trọng lượng của dầu, ma sát tại puli và sức cản của
không khí. Xác định sự thay đổi của vận tốc theo
thời gian? Tìm vận tốc cực đại của khối có khối
lượng M? (ĐS: Vmax = mgh/μA)
M
dây cang
h
lop' dâu`
m
Bài 2: Một vật hình hộp vuông, cạnh a = 0,2m ; có khối lượng M = 2kg, trượt trên mặt
phẳng nghiêng góc α = 300 so với phương nằm ngang, trên một lớp dầu mỏng có chiều
dầy e = 0,02mm và có hệ số nhớt động lực µ = 0,4kg/s.m. Cho biết, biểu đồ phân bố
vận tốc của dòng dầu được coi là tuyến tính. Bỏ qua trọng lượng của dầu. Xác định sự
thay đổi của vận tốc theo thời gian? Tính vận tốc cuối cùng của vật trượt?
(ĐS: Vmax =M.g.e.sinα/μ.a2 = 0,0123m/s)
Chương 1: Thủy tĩnh học
Bài 1. Tìm áp suất thủy tĩnh dư tại điểm M trên
mặt thoáng của bình kín?
Cho biết h1 = 1,0m; h2 = 1,5m; h3 = 0,5m.
(ĐS: pdM = 4300kG/m2)
0
h1
h2
pa
n íc
h3
thñy ng©n
Bài 2. - Tìm chiều cao chân không hck nếu áp
suất tuyệt đối tại điểm M (là điểm được nối với
chân không kế) là ptM = 30 kN/m2 ?
- Nếu độ sâu của điểm M là h M =
102cm thì áp suất tuyệt đối tại mặt thoáng p 0tđ
bằng bao nhiêu?
khÝ
p0
n
hM
M
pa
hck
(ĐS: hck = 6,912m; p0tđ = 20kN/m2)
Bài 3. Xác định độ lớn và điểm đặt của áp lực
thủy tĩnh dư tác dụng lên cánh cống hình chữ
nhật? Cho biết: h1 = 3,0m; h2 = 2,0m; chiều
rộng cánh cống B = 4,0m.
(ĐS: P = 32T, điểm đặt D cách mặt nước
4,083m)
a
h1
h2 (pa)
Bài 4. Cửa van đồng chất AB, hình chữ nhật, có
chiều rộng 1,2m , quay được xung quanh khớp
quay B. Tính lực F thẳng đứng cần đặt vào
trọng tâm cửa van để giữ cho nó được cân bằng
như hình vẽ. Cho biết: cửa van nặng 20000N;
trong tính toán lấy g = 10m/s2.
(ĐS: F = 52000N)
Bài 5. Xác định vị trí trục quay O (a = ?) để cửa
van phẳng hình chữ nhật AB tự động mở ra khi
độ sâu nước thượng lưu H1>2m. Cho biết độ
sâu nước hạ lưu H2 =0,9m. Lấy = 9,81kN/m3.
Bỏ qua lực ma sát và các lực khác.
(ĐS: a = 0,76m)
a
H1
pa
O
a
H2
Bài 6. Một cửa van hình tròn, có thể quay xung
quanh trục nằm ngang đi qua trọng tâm của nó,
chịu tác dụng của nước ở về một phía ( phía trái)
và được giữ cân bằng nhờ lực F đặt ở đáy cửa van
như hình vẽ. Nếu đường kính cửa van là 4,0m và
độ sâu đỉnh cửa van là 1,0m thì hãy xác định lực F
để cửa van ở vị trí đóng như hình vẽ?
a
1m
trôc quay
4m
F
(ĐS: F = 61,64kN = 2π T)
Bài 7. Một cửa van hình chữ nhật chỉ có thể quay
xung quanh trục nằm ngang O theo chiều kim
đồng hồ nhờ có mố chặn như hình vẽ. Cánh cống
có chiều rộng 5m.
1) Nếu độ sâu mực nước H = 10m, hãy tính
mô men cần đặt vào trục quay O của cửa
van để đóng được cửa van?
2) Xác định độ sâu Hmax để cửa van vẫn đóng
mà không cần đặt thêm mô men lên trục
quay O của cửa van?
Cho biết: Bỏ qua mọi lực ma sát trong tính toán.
(ĐS: M = 425,1kN.m; Hmax = 5,67m)
Bài 8. Áp suất dư của không khí phía trên bề mặt
chất lỏng trong bình là 40kPa. Chất lỏng có tỷ
trọng δ = 0,8. Cửa van hình chữ nhật có chiều
rộng 1m. Xác định lực P cần đóng cửa van như
hình vẽ? Bỏ qua lực ma sát nếu có.
KhÝ
1m
Khíp quay
3m
Cöa van
=0,8
(ĐS: P = 95,316kN)
P
Bài 9. Một bình chứa chất lỏng có thành bình hình
chữ nhật, đặt thẳng đứng, có kích thước 2mx2m,
chứa lớp dầu có mật độ ρd = 900kg/m3 với độ sâu
là 0,8m, nằm ở phía trên. Phía dưới là lớp nước có
độ sâu 1,2m (ρn = 1000kg/m3). Tính độ lớn và
điểm đặt của áp lực thủy tĩnh dư của hai loại chất
lỏng tác dụng lên thành đứng AB?
pa
A
DÇu
1,2m
N íc
B
(ĐS: PAB = 36,73kN; hD = 1,344m tính từ mặt
thoáng tiếp xúc với áp suất khí quyển)
Bài 10. Xác định độ lớn và điểm đặt của áp lực
thủy tĩnh tác dụng lên cửa van cung hình tròn.
Chiều sâu mực nước trước cửa van H = 4,0m;
chiều dài cửa van L = 8,0m; góc α = 600.
0,8m
E
pa
B
(pa)
A
H
0
(ĐS: P = 67,55T; θ = 18034’)
Bài 11. Cửa van hình trụ tròn có đường kính 3m
chịu tác dụng của nước ở cả hai phía như hình vẽ.
Hãy xác định độ lớn, phương chiều và điểm đặt D
của áp lực tổng hợp P do nước tác dụng lên 1m
chiều rộng cửa van?
(ĐS: P = 61,65kN/m; độ sâu của D hD = 2,765m
nằm phía dưới mặt thoáng bên trái cửa van)
Bài 12. Một cửa van 1/4 hình trụ tròn tâm O1 nằm
ngang chắn nước như hình vẽ. Bán kính của cửa
van R = 3m; chiều dài cửa van L = 4,0m.
1) Tính độ lớn của áp lực nước tác dụng lên
cửa van?
2) Tính mô men đối với O do áp lực nước gây
ra?
(ĐS: P = 33,51T; M0 = 180000N.m)
pa
pa
3m
O
1,5 m
Bài 13. Cửa van hình trụ tròn dài 1m, bán kính R
= 2m, chắn nước ở vị trí cân bằng như hình vẽ.
Đường kính BD nằm ngang. Tiếp xúc giữa hình
trụ và tường chắn là không ma sát. Xác định:
1) Trọng lượng cửa van? (ĐS: G=132kN)
A
pa
2m
D
B
N íc
C
2) Phản lực của tường chắn?(ĐS: N=19,62kN)
T êng ch¾n
Bài 14. Cánh cống cong 1/4 đường tròn có bán
kính 2,0m, chiều rộng không đổi 4,0m có thể quay
xung quanh khớp quay O như hình vẽ. Đỉnh cống
nằm dưới mực nước 5m. Nếu bỏ qua trọng lượng
cánh cống, và lực ma sát tại khớp quay O hãy:
1) Tính lực F để đóng được cánh cống?
2) Tính phản lực tại khớp quay O ứng với lực
F này?
(ĐS: F = 52,57T; Ro = 48T)
Bài 15. Cửa van hình trụ tròn nằm ngang ngăn
nước như hình vẽ. Cửa van có đường kính 1,2m,
dài 1m. Biết rằng cửa van nặng 5000N và hệ số
ma sát giữa cửa van và các đường dẫn khe van là f
= 0,1. Hãy tính lực ban đầu T cần thiết để nâng
cửa van lên. Trong tính toán lấy g = 10m/s2.
(ĐS: T = 1865N)
pa
1,5m
O
N íc
1,2m
Bài 16. Đường hầm CED có dạng nửa trụ tròn,
bán kính R = 2,0m, nằm dưới đáy biển sâu H =
25m. Giả thiết rằng:
pa
1) Từ mặt thoáng đến mặt A-A có độ sâu h1 =
20m, trọng lượng riêng của nước biển biến
đổi theo quy luật sau:γ=γ0(1+0,02h/h1);
trong đó γ0 = 104 N/m3; h là độ sâu từ mặt
thoáng đến điểm được xét.
2) Từ mặt A-A đến đáy biển, trọng lượng riêng
của nước biển coi như không đổi.
Yêu cầu:
h1
H
A
A
E
C
D
a) Tính áp suất dư tại các điểm C,D,E?
b) Tính áp lực dư của nước biển tác dụng lên
1m chiều dài đường hầm?
Chương 2: Cơ sở thủy động lực học dòng chảy ổn định một chiều
Bài 1. Ống venturi như hình vẽ được lắp trên
đường ống là để đo lưu lượng vận chuyển
trong đường ống. Hãy xác định lưu lượng nước
chảy trong đường ống nếu độ chênh mực nước
của các ống đo áp là h = 20cm, đường kính các
ống d1 = 10cm, d2 = 5,6cm. Bỏ qua tổn thất cột
nước trong tính toán.
(ĐS: Q = 5,143 l/s)
Bài 2. Ống Pi-tô là thiết bị để đo lưu tốc điểm
của dòng chảy. Trên trục ống dẫn nước nằm
ngang, người ta đặt ống Pi-tô với vi áp kế thủy
ngân. Xác định lưu tốc cực đại tại trục ống u max
của dòng chảy nếu độ chênh mực thủy ngân
trong áp kế là h = 18mm.
(ĐS: umax = 2,11 m/s)
Bài 3. Bỏ qua tổn thất cột nước, xác định
đường kính của đoạn ống thu hẹp d2 sao cho
với lưu lượng Q = 8,8l/s, nước trong chậu bị
hút lên trên một chiều cao H = 55cm. Cho biết:
d1 = 100mm; cột nước đo áp p1d/γ = 0,4m; các
ống nằm ngang.
(ĐS: d2 = 5cm)
Bài 4. Nước chảy từ bể qua đường ống có
đường kính không đổi D = 100mm, chiều dài L
= 50m vào khí quyển. Trên đường ống có đặt
khóa nước, lỗ ra được đặt thấp hơn lỗ vào một
độ cao Z = 2m. Cột nước H= 4,0m ở trong bể
được giữ không đổi. Cho biết : ξ v = 0,5; ξK =
4,0; L1 = 30m; λ = 0,03. Tính lưu lượng Q của
dòng chảy trong ống?Vẽ đường năng và đường
đo áp cho đoạn ống?
(ĐS: Q = 18,8 l/s)
Bài 5. Ống nước cong gấp 900 đặt trong mặt
phẳng nằm ngang có đường kính d = 20cm; áp
suất dư của nước trong ống pd = 6at, vận tốc v
= 5m/s. Bỏ qua tổn thất và lực ma sát, xác định
phản lực của đoạn ống cong đó?
(ĐS: R = 27,24 kN)
d
d
v
Bài 6. Nước có lưu lượng Q = 20l/s, chảy qua
đoạn ống nằm ngang uốn cong 180 0. Đường
kính ống giảm từ D1 = 75mm xuống D2 =
50mm. Áp suất dư tại mặt cắt ngay trước đoạn
uốn cong p1d = 2atm. Bỏ qua tổn thất cột nước,
xác định phản lực R của đoạn ống cong đó?
(ĐS: R = 1464 N)
v
Bài 7. Ở cuối một vòi chữa cháy, đường kính
d1 = 75mm, có một đoạn ống ngắn hình nón
cụt (vòi phun), phun nước thẳng đứng từ dưới
lên, với lưu lượng là Q = 7 l/s. Độ cao cột
nước (cột nước vận tốc) của vòi là h = 15m.
1) Xác định áp suất dư tại mặt cắt vào vòi
phun có đường kính d1 = 75mm và
đường kính d2 của mặt cắt cuối vòi
phun?
2) Xác định độ lớn và chiều lực tác dụng
của dòng chảy lên đoạn vòi phun?
Trong tính toán, bỏ qua sức cản thủy lực, trọng
lượng chất lỏng trong đoạn vòi phun và sức
cản của không khí.
(ĐS: 1) p1d = 1,4872 kG/cm2; d2 = 22,8cm; 2)
Rd/c =535,53N, hướng từ dưới lên trên)
Bài 7. Một luồng nước nằm ngang có tiết diện
S, lưu tốc v, va đập vào một tấm phẳng hình
vuông đồng chất, có cạnh là a, có thể quay
không ma sát xung quanh trục nằm ngang O
trùng với một trong các cạnh của nó. Tấm
nghiêng một góc α so với phương thẳng đứng.
Bỏ qua ma sát giữa chất lỏng và tấm phẳng và
trọng lượng chất lỏng.
Tìm biểu thức của góc α theo khoảng cách
thẳng đứng h từ luồng tới trục quay O, trọng
lượng G của tấm, S,v,a,ρ. Tính giá trị của α với
các số liệu: S = 10 cm2; v = 30m/s; h = 60cm; a
= 90cm; G = 2400N?
(ĐS: α = 300)
d2
Vßi phun
Vßi ch÷a ch¸y
d1
O
h
v; S
Q1
a
Q2
Bài 8. Tia nước có vận tốc V = 30m/s và lưu
lượng Q = 36 l/s phun ra theo phương ngang.
Khi va đập vào bản phẳng đặt vuông góc với
phương của nó, tia nước bị chia làm 2 phần:
phần dọc theo bản phẳng có lưu lượng Q 1 = 12
l/s, còn phần kia bị lệch đi một góc α so với
phương ban đầu. Xác định phản lực R của bản
phẳng và góc lệch α? Bỏ qua trọng lượng chất
lỏng và lực ma sát giữa dòng tia và bản phẳng.
(ĐS: α = 300)
2
v, Q
R
v, Q1
Chương 3: Sức cản thủy lực
Bài 1. Hãy xác định tổn thất cột nước khi vận chuyển nước với vận tốc v= 13,1 cm/s
qua đường ống thép có đường kính không đổi d=200mm và chiều dài l=1500mm, với
nhiệt độ của nước là 100 C. Cho biết, độ nhám tương đương của ống thép Δ= 0,45mm,
độ nhớt động học của nước ở 100C: υ100C = 0,0131cm2/s. (ĐS: hw = 0,2m)
Bài 2. Nước chảy từ bể ra khí trờiqua một đoạn
ống có d=50mm, chiều dài L=40m, hệ số nhám
của thành ống =0,05mm nhiệt độ của nước
của dòng chảy trong ống t=20oC.
Hãy xác định:
L
2
L
const
pa
2
1) Lưu lượng dòng chảy trong ống?
2) Vẽ đường năng và đường đo áp của
dòng chảy trong ống?
3) Xác định áp suất thuỷ động tại điểm M?
4) Xác định cột nước H trong bể để dòng
chảy trong ống bắt đầu chuyển từ TTTL
sang khu vực quá độ và từ khu vực quá
độ sang TNTL?
(ĐS: 1) Q = 3,66 l/s; 3) pM.d = 3,45.104 N/m2; H
= 87,5m)
H = 7m
M
L/2
L/2
Bài 3. Một máy bơm lấy nước từ giếng với lưu
lượng Q = 50l/s. Nước ở nhiệt độ 20 0C. Xác
định chiều cao lớn nhất H1max tính từ mặt nước
đến trục máy bơm nếu áp suất tuyệt đối trước
máy bơm p2 = 0,3.105 Pa? Trên đường ống hút
bằng gang có đường kính d = 0,25m và chiều
dài L = 50m, có đặt một lưới chắn rác, khuỷu
ngoặt êm và một khóa điều chỉnh. Cho biết: ξ l+v
= 6; ξKh = 2,4; ξk = 5; hệ số nhớt động học của
nước ở 200C là : 0,0101 cm2/s; độ nhám tương
đương Δ = 1mm. (ĐS: H1 max = 5,88m)
Bài 4. Một máy bơm có công suất Q = 0,01
m3/s hút nước từ giếng. Giếng được nối với hồ
chứa bằng đường ống gang có đường kính D =
150mm, chiều dài L = 100m; độ nhám Δ =
1mm. Tại miệng vào của đường ống gang có
đặt lưới chắn rác.
1) Xác định độ chênh ΔH = ?
2) Vẽ định tính đường năng và đường đo áp
cho đường ống gang?
Cho biết: ξl+v = 6; nhiệt độ của nước là 200C; độ
nhớt động học của nước ở 200C là 0,0101cm2/s.
(ĐS: ΔH = 0,463m)
Bài 5. Nước chảy từ bể qua đường ống có
đường kính không đổi D = 50mm, chiều dài L =
50m vào khí quyển. Trên đường ống có đặt
khóa nước, lỗ ra được đặt thấp hơn lỗ vào một
độ cao Z = 3m. Cột nước H= 4,5m ở trong bể
được giữ không đổi. Cho biết : ξ v = 0,5; ξK =
4,0; L1 = 30m; chiều cao trung bình mố nhám Δ
= 0,06mm; hệ số nhớt động học của nước υ =
0,0115 cm2/s.
1) Tính lưu lượng Q của dòng chảy trong
ống?
2) Tính áp suất dư tại mặt cắt ngay trước và
sau khóa K trên đường ống?
3) Vẽ định tính đường năng và đường đo áp
KH
K
(pa)
H1
const
L+V
cho đoạn đường ống?
(ĐS: 1) Q= 4,71 l/s; 2) pd sau K = 0,355 at;
pd trước K = 1,53at)
Bài 6. Xác định lưu lượng nước Q ở 15 0C, chuyển qua xi phông làm bằng đường ống
thép mới? Cho biết, đường kính của nó d = 50mm, chiều dài L = 10m; độ chênh mực
nước giữa hai bể H = 1,2m; điểm cao nhất của xi phông S nằm trên mực nước của bể A
một đoạn h = 1,0m; khoảng cách từ mặt cắt vào đến đỉnh S của xi phông là L 1 = 3,0m;
độ nhớt động học của nước là υ = 0,0115cm 2/s; độ nhám Δ = 0,06mm; ξv = 0,5; ξu =
0,45; ξr = 1. Vẽ đường năng và đường đo áp?
Bài 7. Dầu có khối lượng riêng ρd = 940 kg/m3, độ nhớt động học υ = 10-5 m2/s, được
vận chuyển trong các đường ống có đường kính không đổi d = 30cm, với lưu lượng Q =
0,2 m3/s như hình vẽ. Các ống có chiều cao trung bình các mố nhám Δ = 1mm. Chiều
dài đường ống hút Lhút = 50m và đường ống đẩy là Lđẩy = 100m.
1) Xác định công suất lý tưởng của máy bơm phải cung cấp cho hệ thống để bơm
dầu từ bể thấp hơn sang bể cao hơn? Cho biết: công suất lý tưởng của máy bơm
được xác định theo công thức: Nb = γd.Q.H ; trong đó Hb = ΔH + hw hút + hw đẩy ;
trong đó:
ΔH: độ chênh cao trình mặt thoáng giữa hai bể chứa;
hw hút : tổn thất cột nước trên đường ống hút;
hw đẩy: tổn thất cột nước trên đường ống đẩy;
(ĐS: Nb LT = 30,112 kW)
2) Vẽ định tính đường năng E-E và đường đo áp P-P?
Chương 4: Tính toán đường ống dài thủy lực
Bài 1. Cho sơ đồ cấp nước như hình vẽ:
Bơm AB cấp nước cho hệ thống đường ống BD lưu lượng Q = 87,4 l/s. Cột nước đo
áp tại B do máy bơm tạo ra là 90m. Xác định cao độ mực nước có thể duy trì trong bể
chứa D? Lấy chung hệ số thủy lực λ = 0,02 cho tất cả các ống. Coi các đường ống là
ống dài thủy lực. (ĐS: Z = 44,37m)
pa
Const
Z=?
D
180
0m
- 20
0m
(1)
m
150
0m
-
(2)
150
mm
1200m - 250mm
C
Bom Z = 0.0m
B
A
Q
Bài 2. Nước từ tháp chứa A chảy đến bể chứa C theo hệ thống các đường ống với tổng
lưu lượng Q = 48l/s. Cao trình mực nước của bể chứa C là 14,5m. Chiều dài và đặc
trưng lưu lượng của các đường ống là lAB = 20m, KAB = 341,1 l/s; lB1 = 615m; KB1 =
341,1 l/s; lB2 = 510m, KB2 = 158,4 l/s; lB3 = 436m, KB3 = 53,72 l/s. Xác định cao trình
mực nước cần thiết của tháp A và lưu lượng qua các đường ống B1;B2;B3 ? Trong tính
toán, coi các ống là ống dài thủy lực.
(ĐS: ZA = 19,124m; QB1 = 28,3 l/s; QB2 = 14,4 l/s; QB3 = 5,3 l/s)
pa
A
14,5m
1
B
C
2
3
Bài 3. Cho sơ đồ cấp nước như hình vẽ:
1) Áp suất tuyệt đối tại mặt trong bể D là p 0 = pa. Van F đóng một phần và gây nên
tổn thất cột nước cục bộ là 1,0m, khi lưu lượng nước trong ống BD là Q BD =
28l/s. Tính chiều dài ống AB? Trị số sức cản (s) ghi trên hình vẽ sẽ lấy đơn vị là
s2/m5.(ĐS: lAB = 338m)
2) Cũng với đề bài và yêu cầu trên, nhưng với áp suất tuyệt đối tại mặt thoáng trong
bể D:
a) p0 = 0,8pa ? (ĐS: lAB = 3814m)
b) p0 = 0,6pa ? (ĐS: lAB = 136m)
c) p0 = 0,7pa ? (ĐS: lAB = 49m hoặc 25,2km)
ZD = 6,0m
pa
(D)
ZA = 5,4m
F
57
4
50 mm
1 = 0
,025
=
(A)
d1 = 2
s2
const
p0
const
B
s3
=
11
const
pa
ZE = 0,0m
65
(E)
Bài 4. Cho hệ thống dẫn nước như hình vẽ:
5) Đoạn ống CD nằm ngang ở cao trình 0,0.
6) Ở đầu D có lắp khóa K.
7) Đoạn ống CD có đường kính 200mm; hệ số ma sát thủy lực = 0,02.
8) Nước tháo tự do qua đầu D vào môi trường khí quyển
1) Khi khóa K đóng hoàn toàn, xác định lưu lượng chuyển qua mỗi ống?
2) Khi khóa K mở hoàn toàn, xác định chiều dài đoạn ống CD (lCD = ?) để nước
không chuyển qua đoạn ống CB nữa?
3) Để lưu lượng tháo qua D, khi khóa K mở hoàn toàn, bằng 35 l/s thì chiều dài
đoạn ống CD bằng bao nhiêu?
Trong tính toán, bỏ qua các tổn thất cục bộ.
(ĐS: 1) QAC = QCD =8,55 l/s; 2) lCD 5974m; 3) lCD 1107m)
const
(A)
pa
const
ZB = 10,6m
ZA = 14,5m
s1 = 1
1345
ZC = 0,0m
pa
5
/m
1s
5
19
=4
(B)
2
s 2/m 5
s2
C
Bài 5. Trong hệ thống đường ống có các
đường ống nối song song, chiều dài của
chúng là lA1B = 400m; lA2B = 300m; lBC =
500m. Đặc trưng lưu lượng của các đoạn
đường ống A1B và BC là: KA1B = 702 l/s;
KBC = 1011 l/s. Hệ số ma sát thủy lực của
đoạn ống A2B là λ = 0,03. Độ chênh mực
nước đo áp giữa điểm A và C là 18m. Lưu
lượng đơn vị q0 = 0,06 l/s.m. Xác định
đường kính (chưa quy chuẩn) của đoạn
đường ống tháo nước đều A2B nếu lưu
= 0,02; dCD = 200mm
ZD = 0,0m
Khãa D
a
QBC
1
A
2
B
q0 = 0,06 l/s.m
C
lượng của đoạn đường ống BC là Q BC =
150 l/s. (ĐS: d = 200mm)
Bài 6. Nước từ tháp chứa A được dẫn đến
các điểm tiêu thụ qua hệ thống các đường
ống AB, B1C, CD, DE đặt nối tiếp nhau
như hình vẽ. Trên đoạn B1C và CD, lưu
lượng được cấp ra dưới dạng tháo nước
đều liên tục. Chiều dài và đặc trưng lưu
lượng của các đường ống là: l AB =20m;
KAB = 341 l/s; lB1C = 343m; KB1C =341 l/s;
lCD = 368m; KCD = 158 l/s; lDE = 236m; KDE
= 54 l/s.
Lưu lượng tháo trên đoạn B1C và CD lần
lượt là: QthB1C = 20 l/s; QthCD = 12 l/s. Lưu
lượng đi qua E là QE = 9 l/s.
1) Xác định cao trình cột nước đo áp
tại E (ZE)?
2) Để cao trình cột nước đo áp tại E
tăng them 1,5m nhưng vẫn duy trì
được lưu lượng QE = 9 l/s, người ta
đặt thêm một đường ống phụ nữa
B2C song song với B1C (đường
chấm chấm) có chiều dài lB2C =
442m, hệ số ma sát thủy lực =
0,02. Vậy đường kính dB2C của
đường ống phụ phải bằng bao
nhiêu? Trong tính toán, coi các
đường ống là ống dài thủy lực. (ĐS:
ZE = 14,547m; dB2C = 20,5mm)
pa
ZA= 28m
(A)
QE
2
B
1
QthBC
Chương 5: Dòng chảy qua lỗ và vòi
C
D
QthCD
E
Bài 1. Nước chảy vào bình với lưu lượng Q = 0,25
l/s, sau đó chảy qua lỗ nhỏ đặt dưới đáy có đường
kính d1 = 10mm ra ngoài môi trường khí quyển.
Cũng với cái bình đó, một lỗ nhỏ đặt dưới đáy có
đường kính d2 = 15mm. Xác định:
pa
const
const
1) Cột nước H1 và H2?
pa
H1
H2
2) Đường kính d2 để H2 = 0,5H1?
d2
d1
Cho biết dòng chảy qua các lỗ co hẹp hoàn
thiện (μ0 = 0,62)
(ĐS: 1) H1 = 134,5cm; H2 = 26,6cm; 2)d2 =
11,9mm)
Bài 2. Nước chảy vào bình chứa A với lưu lượng
không đổi Q = 0,5 l/s. Từ bể chứa A, nước chảy
vào bể chứa B qua lỗ có đường kính d1 = 15mm.
Từ bể chứa B, qua lỗ nhỏ có đường kính d2 =
20mm, nước chảy vào khí quyển. Cho biết mực
nước trong hai bình cố định.
1) Xác định cột nước H2 và độ chênh mực
nước ΔH?
2) Với đường kình d2 bằng bao nhiêu để H2 =
0,5H1 ?
Cho biết dòng chảy qua các lỗ co hẹp hoàn thiện.
(ĐS: 1) H2 = 33,6cm; ΔH = 106cm; 2) d 2 = d1 =
15mm)
Bài 3. Nước chảy vào bể được phân thành hai
buồng bởi vách ngăn thành mỏng, với lưu lượng
Q0 = 37l/s. Các lỗ ở vách ngăn và đáy bể giống
nhau và có đường kính d = 10cm. Dòng chảy qua
các lỗ ở đáy bể vào môi trường khí quyển. Xác
định lưu lượng qua các lỗ ở dưới đáy bể? Cho biết
dòng chảy qua các lỗ co hẹp hoàn thiện.
(ĐS: 21,7 l/s; 15,3 l/s)
pa
pa
H
H1
d1
A
H2
d2
B
0
pa
const
pa
const
d
d
Bài 4. Hãy thiết lập công thức tính lưu lượng tràn
qua đập tràn thành mỏng, cửa hình tam giác cân?
a
pa
H
(pa)
Bài 5. Nước từ ngăn trên của bình kín chảy xuống
ngăn dưới qua một lỗ có đường kính d 1 = 30mm
và sau đó chảy ra ngoài qua một vòi hình trụ tròn
gắn ngoài có đường kính d2 = 20mm. Xác định lưu
lượng qua vòi và áp suất dư pd2 trên mặt nước ở
ngăn dưới? Cho biết: chỉ số của áp kế M = p d1 =
0,5at; mực nước h1 = 2m; h2 = 3m, dòng chảy qua
lỗ và vòi co hẹp hoàn thiện.
(ĐS: Q = 3,11 l/s; p2 = 0,443at)
Bài 6. Nước chảy vào bình chứa với lưu lượng
không đổi Q0= 80 l/s. Bình được chia làm 2 ngăn
bởi vách ngăn thành mỏng. Trên vách ngăn có một
lỗ nhỏ thành mỏng, đường kính d = 100 mm. Từ
mỗi ngăn, nước chảy ra ngoài môi trường khí
quyển, qua hai vòi hình trụ tròn gắn ngoài, ở dưới
đáy bể, có cùng đường kính d = 100 mm.
1) Xác định lưu lượng chảy qua mỗi vòi?
2) Đường kính của vòi bên trái phải thay đổi
như thế nào để cho lưu lượng qua 2 vòi
bằng nhau? Cho biết dòng chảy qua lỗ và
vòi co hẹp hoàn thiện.
(ĐS: 1) 50 l/s; 30 l/s 2) 77 mm)
khí
M
pd1
const
Q
h1
d1
khí
pd2
const
h2
d2
(pa)
0
pa
const
pa
const
d
d
d
- Xem thêm -