Bài tập nhóm môn thủy lực doc

Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực Bài 6-3 Bơm Động cơ thủy lực Cho N 1 = 300 kw 03.0= λ L = 1500 m Q = 0.2 m 3 /s D = 400 m = 0.4 m 1. Tính: N W 2. Tính: P 1 , P 2 Giải 1.Phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2 ( mặt chuẩn 0-0 ) 21 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 22 − +++=++ tb h g VP Z g VP Z α γ α γ (1) Trong đó : Z 1 = Z 2 = 0 V 1 = V 2 = 0 1 21 == αα Từ (1) Suy ra: g v D l p 2 2 λ γ = Với 03,0 = λ , l=1500 m, D= 0,4 m, Q= 0,2 m 3 /s → gD Q D l hh dtb .8 42 2 21 Π == − λ = )(54,14 81,9.4,0. 2,0 .8 . 4,0 1500 .03,0 42 2 m = Π ∗ Tổn thất công suất trong đường ống Ta có: N w = γ .Q. ( Z g VP ++ 2 2 γ ) Nhóm:9 Trang: 1 N2 P2 P1 N1 0 0 2 21 1 L,D Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực Với: γ = 9810N/m 3 , D = 0.4m Q = 0.2 m 3 /s , γ P = 14.54m Z = 0 Vậy : N w = γ . Q .         ++ Z g VP 2 2 γ =         ++ Z gD Q P Q 42 2 8 π γ γ N w = 9810 . 0,2         + 81,9.4,0.14,3 2,0.8 54.14 42 2 →Nw =28781(W) = 28,781(Kw) 2. Tính áp suất P 1 do bơm tạo ra tại đầu đường ống và áp suất P 2 trước động cơ thủy lực ở cuối đường ống. Ta có công suất của động cơ thủy lực: N 2 = N 1 – Nw = 300 – 28,781 = 271,219(Kw ) Công suất của bơm:         ++= Z g V P QN 2 . 2 1 1 γ γ         −=⇒ gD Q Q N P 42 2 1 1 .8 . . πγ γ Với Z= 0 )/(10.5,1 81,9.4,0.14,3 2,0.8 2,0.9810 10.3 .9810 26 42 25 mN =         −= • Công suất của động cơ thủy lực:         ++= Z g VP QN 2 . 2 1 2 γ γ (với z=0)         −=⇒ gD Q Q N P 42 2 2 2 .8 . . πγ γ )/(10.35,1 81,9.4,0.14,3 2,0.8 2,0.9810 271219 .9810 26 42 2 mN =         −= Nhóm:9 Trang: 2 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực BÀI 6.6 L=20m ; D = 150mm ξ = 2 ; λ = 0,03 l = 12m ; d = 150mm r ξ = 6 ; c ξ = 0,2 , λ = 0,030 Q= ? ; P ck = 6mH 2 O Z =? Giải: Bài Giải Phương trình Becnuli cho mặt cắt 1 -1 và 2 – 2 1 0;0;0; )1( 2121 2121 21 2 22 2 11 2 22 2 11 ==== ==== +++=++ − αα αα γγ a tb g Vp g VP PPP VVzzz hzz g.D. Q.8.7 gD Q8 D L 21 g2 V D L 21tb 42 2 42 2 2 )()(h ΠΠ − =λ+ξ+ξ=λ+ξ= 4 15,0 150 03,0 D L . 321 21 ==λ =+=ξ+ξ Thay vào (1) ta được )2(hZ g.D Q.8.7 21tb 42 2 Π − == Phương trình Becnuli cho mặt cắt 2-2 và 3-3 (mặt chuẩn 0-0) z 2 =0 ; z 3 = h+z = 2+z ; p 2 = p a ; v 2 =0 2 4 3 d Q VV Π == 1 32 == αα gd Q gd Q d l crtb h 42 2 42 2 88 32 .6,8)( ΠΠ − =++= λξξ Thay vào (3) ta được: 32 2 3 2 33 2 − ++++= tb g VP P hzh α γγ gd Q gd Q PP Z a 42 2 42 2 3 88 6,82 ΠΠ − +++=⇒ γ )6,81(26 42 2 8 +++=⇒ Π gd Q Z )4(6,94 42 2 8 gd Q Z Π += Giải (2) và (4) với d=D=0,15(m) ta được : Q=0,0384( m 3 /s) = 38,4 (l/s) Z=1,7 m Nhóm:9 Trang: 3 )3( 32 2 33 2 22 2 33 2 22 − +++=++ tb g Vp g VP hzZ αα γγ B? z h 11 3 3 22 0 0 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực Bài 6.7: 2 1 10 0 2 h Pa Đề cho: + ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 4 2 3 1 60 1 20 : 2 2.10 0,92 0,92.9810 9025,2 Q v ph l s t C St m s N m υ δ γ − = = = = = = ⇒ = = + Đường ống: L = 5m ; d = 35mm + 0 0 0,1 ; 10 ; 1 c d mm h h h m ∆= = = Tính: + P tại mặt cắt vào của bơm. + Với 0 4 80 ; 1 10 ; 0,85t C St υ δ − = = = = thì P=? Bài giải: 1. Phương trình becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2: 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 tb P v P v Z Z h g g α α γ γ − + + = + + + (1) Với: 1 2 1 2 2 4 ; 0; 0; Q Z h Z v v d π = = = = Ta có: 3 1 4 . 4. 4.10 Re 182 2320 . . .0,035.2.10 v D Q d υ π υ π − − = = = = < ⇒ là dòng chảy tầng →α 1 = α 2 = 2. 2 2 1 2 2 4 8 . . . . 2 . . tb c d l v l Q h h h d g d d g ξ λ ξ λ π −     = + = + = +  ÷  ÷     Nhóm:9 Trang: 4 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực Với: 1 64 0, 35 Re λ = = Thay vào (1) ta được: 2 1 2 2 1 2 2 4 1 1 3 2 3 2 2 2 4 2 4 1 1 8 . . 2.8.(10 ) 5 8.(10 ) 0,35. . 1 .(0,035) .9,81 0,035 .(0,035) .9,81 tb a ck P P Q h h d g P P P α γ γ π γ γ π π − − − + = + + − ⇒ = = + − = 2,1 (m cột dầu) ⇒ 9025, 2 2,1. 0,19( ) 98000 ck P at = = 2. Khi t = 80 0 C ; 1St υ = ; 0,85 δ = 3 4 . 4 4.10 3640 2320 .0, 035.10 e v d Q R d υ π υ π − − = = = = > → là chảy rối α 1 = α 2 = 1. Do Re nhỏ nên trạng thái dòng chảy là chảy rối thành trơn thủy lực. 0,25 0,25 0, 3164 0, 3164 0, 04 3460 e R λ ⇒ = = = Như vậy: 2 2 2 2 2 4 2 4 8 8 . . . a P P Q l Q h d g d d g α λ γ π π   − = − +  ÷   2 2 2 4 8 . Q l h d g d α λ π   = − +  ÷   3 2 2 4 8(10 ) 5 1 1 0, 04. .(0, 035) .9,81 0, 035 π −   = − +  ÷   0, 62 du P γ = (m cột dầu) Với 3 2 0, 85.9810 8338, 5( ) N m γ = = 0, 62.8338, 5 0, 05( ) 0,98.105 du P at ⇒ = = Nhóm:9 Trang: 5 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực BÀI:6-8. D 1 2 2 0 1 0 - Viết phương trình Becnuli cho các mặt cắt 1-1, 2-2 (mặt chuẩn O-O). 21 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 22 − +++=++ tb dd h g vp z g vp z α γ α γ Trong đó: z 1 = z 2 = 0 v 1 = v 2 = v = 83,2 )10. 2 150 .( 10.50 23 3 == − − π S Q (m/s). Vì đường ống có chiều dài lớn nên ta có thể bỏ qua tổn thất cục bộ. g v D l hh dtb 2 2 21 λ == − * Khi t = 10 0 C tra biểu đồ hình 6-8 trang 171(BT thủy lực và máy thủy lực) ta có: 9,0 )(10.3)(3 1 2 4 2 1 = == − δ υ s m s cm )(88299810.9,0 3 1 m N ==⇒ γ Suy ra: 23201415 10.3 10.150.83,2. Re 4 3 1 <=== − − υ Dv → Là dòng chảy tầng: 2 21 === ααα 045,0 1415 64 Re 64 1 ===⇒ λ Như vậy: 3,612 81,9.2 83,2 . 10.150 10.5 .045,0 2 2 3 32 21 21 ===== − − − g v D l hh pp dtb d λ γ m cột dầu 21 ppp −=∆⇒ =612,3 . 8829 = 5,4.10 6 (N/m 2 ) Nhóm:9 Trang: 6 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực * Khi t = 20 0 C tra biểu đồ ta có: 894,0 )(10.25,1)(25,1 2 2 4 2 2 = == − δ υ s m s cm )(87709810.894,0 3 2 m N ==⇒ γ Suy ra: 23203396 10.25,1 10.150.83,2. Re 4 3 2 >=== − − υ Dv → Là dòng chảy rối: 1 21 === ααα - Do Re 2 nhỏ nên trạng thái dòng chảy là chảy rối thành trơn thủy lực. 041,0 )3396( 3164,0 Re 3164,0 25,025,0 2 ===⇒ λ Như vậy: 87,557 81,9.2 83,2 . 10.150 10.5 .041,0 2 2 3 32 21 21 ===== − − − g v D l hh pp dtb d λ γ m cột dầu. 21 ppp −=∆⇒ = 557,87 . 8770 = 4,9 . 10 6 (N/m 2 ) * Khi t = 30 0 C tra biểu đồ ta có: 889,0 )(10.5,0)(5,0 3 2 4 2 3 = == − δ υ s m s cm )(87219810.889,0 3 3 m N ==⇒ γ Suy ra: 23208490 10.5,0 10.150.83,2. Re 4 3 3 >=== − − υ Dv → Là dòng chảy rối: 1 21 === ααα - Do Re 3 nhỏ nên trạng thái dòng chảy là chảy rối thành trơn thủy lực. 033,0 )8490( 3164,0 Re 3164,0 25,025,0 2 ===⇒ λ Như vậy: 449 81,9.2 83,2 . 10.150 10.5 .033,0 2 2 3 32 21 21 ===== − − − g v D l hh pp dtb d λ γ m cột dầu. 21 ppp −=∆⇒ = 449 . 8721 = 3,9 . 10 6 (N/m 2 ) Nhóm:9 Trang: 7 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực Bài 4-15: Cho: P =760mmHg =9,8.10 4 (N/m 2 ) t o = 20 0 C 273 =→ T 0 K D = 0,2m , 95,0 = µ Giải 1.Tính lưu lượng không khí khi cột áp của rượi dùng trong chân không kế h=0,25(m) 2 /800 mNr = γ ∗ Chọn mặt cắt 1-1, 2-2 như hình vẽ chọn măt phẳng đi qua trục quạt, làm mặt chuẩn. Ta có phương trình Becnuli tại 2 mặt cắt đó là: =++ g VP Z 2 2 1 1 1 1 α γ 21 2 2 2 2 2 2 − +++ w h g VP Z α γ (1) Ta có: Z 1 = Z 2 =0 1 21 == αα V 1 = 0 H w1-2 = 0 đoạn dòng chảy ngắn không có chướng ngại vật. (1) g VP P a 2 2 22 +=⇔ γγ ∗ γ 2 PP h a ck − = ck a h P P −=⇒ γγ 2 (2) Thế (2) vào ( ∗ ) ta được: g V h P P ck a 2 2 22 +−= γγ g V h ck 2 2 2 =⇒ (3) Ta có áp suất chân không tại cột nước phải bằng áp suất không khí. Nhóm:9 Trang: 8 D 1 1 h Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực P ck = P kk kkkkrck hh γγ =⇔ . Với: ( ) 3 4 a kk m/N82,11 293.27,29.750 10.8,9.760 RT P ===γ ( ) m2,169 4,11 8000 .25,0 .h h kk rck kk == γ γ =⇒ Thế vào (3) ta được: )s/m(62,57175.81,9.2h.g.2v kk2 === )s/m(8,1 4 5,62,57.2,0.14,3 v. 4 d. Q 3 2 2 2 ttkk == Π =⇒ − Với ( ) smQ đkk /71,195,0.8,195,0 3 ==⇒= − µ 2, Với Q kk-tt = 1,8 (m 3 /s), T= 273 – 20 = 253 0 k Và h kk = 169,2 (m) không khí P kk = 405(mmHg) = 0,54.10 5 (N/m 2 ) Với ( ) 3 5 kk m/N3,7 287.253 10.54,0.81,9 RT P.g .g ===ρ=γ Cột áp của rượu là: h ck-r = h ck-kk . ( ) ( ) mm154m154,0 8000 3,7 .2,169 r kk === γ γ Nhóm:9 Trang: 9 . Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực Bài 6-3 Bơm Động cơ thủy lực Cho N 1 = 300 kw 03.0= λ L = 1500 m Q = 0.2 m 3 /s D =. z=0)         −=⇒ gD Q Q N P 42 2 2 2 .8 . . πγ γ )/(10.35,1 81,9.4,0.14,3 2,0.8 2,0.9810 271219 .9810 26 42 2 mN =         −= Nhóm: 9 Trang: 2 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực BÀI 6.6 L=20m ; D = 150mm ξ = 2 ; λ = 0,03 l = 12m ; d = 150mm r ξ = 6 ; c ξ = 0,2 , λ = 0,030 Q= ? ; P ck = 6mH 2 O Z =? Giải: Bài. : Q=0,0384( m 3 /s) = 38,4 (l/s) Z=1,7 m Nhóm: 9 Trang: 3 )3( 32 2 33 2 22 2 33 2 22 − +++=++ tb g Vp g VP hzZ αα γγ B? z h 11 3 3 22 0 0 Bài Tập Nhóm    Môn: Thủy Lực Bài 6.7: 2 1 10 0 2 h Pa Đề