Bai tap thuy khi potx

BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY KHÍ Lớp học phần: Giáo viên giảng dạy: Yêu cầu sinh viên khi tham gia học phần Kỹ thuật thủy khí: p a 30cm 3m 50cm p ot Bài tập Kỹ thuật thủy khí tham khảo 2011 Câu 1: Van một chiều ở cửa ống hút của một máy bơm ly tâm là một viên bi dạng cầu, biết bán kính viên bi là R=25cm. Chất lỏng là nước có khối lượng riêng ρ=998,2kg/m 3 . Áp suất mặt thoáng phía ngoài là áp suất khí trời p a =98100 N/m 2 , lấy g=9,81m/s 2 . 1/ Xác định áp lực tuyệt đối của chất lỏng phía ngoài ống hút tác dụng lên bề mặt cầu phía dưới? 2/ Xác định giá trị áp suất tuyệt đối p ot để cầu tự động mở cho chất lỏng đi vào phía trong ống hút? Bỏ qua khối lượng viên bi. Cho công thức tính chỏm cầu: V=( π /3)z 2 (3R-z) Với R là bán kính cầu, z là chiều cao của chỏm. Câu 2: Cho hệ thống ống dẫn đặt trên một mặt phẳng nằm ngang như hình vẽ: Các thông số ống 1, 2, 3, 4 lần lượt như sau: l 1 =3000m; d 1 =600mm; l 2 =1600m; d 2 =300mm; l 3 =900m; d 3 =400mm; l 4 =2400mm; d 4 =500mm; lưu lượng tháo ra trên một mét chiều dài ống 4 là q 4 =0,005 ( ms l . ). Hệ số nhám n= 0,007 cho tất cả các đường ống, tính hệ số đặc trưng K của từng ống theo công thức K = 3 8 4 R n π (với R là bán kính thủy lực của từng ống). 1/ Tính lưu lượng nếu tổn thất từ A đến B là 60m cột nước? 2/ Nếu dùng một ống đơn để dẫn chất lỏng từ A đến B, tính chiều dài ống đơn tương đương có đường kính d=500mm? 2 A C D B o 1 2 3 4 o Bi tp K thut thy khớ tham kho 2011 Cõu 3: Một cửa van dạng chữ nhật chắn ngang kênh đợc đặt nghiêng dới một góc o 30= và đợc quay quanh một ổ trục A nh hình vẽ. Chiều rộng cửa b=2,4m. Cho trọng lợng van là G=2000N; Nớc kênh ở 25 o C có trọng lợng riêng 9780= n N/m 3 . Bỏ qua ma sát ở ổ trục; áp suất trên mặt thoáng phía sau là áp suất khí trời, phía trớc van có áp suất d tại mặt thoáng là 0,1at. 1/ Xác định áp lực tuyệt đối do chất lỏng phía bên trái tác dụng lên cửa van? 2/ Xác định trị số của lực F phải đặt vào dây tời tại B để kéo cửa van lên theo phơng thẳng đứng? Cõu 4: Cho h thng dn cht lng ( t trng =0,9) nh hỡnh v, dũng chy phun ra ngoi khớ tri bng vũi thu hp dn DE (chiu di vũi khụng ỏng k). p sut ti im D cú giỏ tr d 0,3at; h s nhỏm ca ng ng n=0,008; tn tht cc b qua vũi DE = g E 2 v 1,0 2 . Ly g=9,81m/s 2 ; Bit trng thỏi chy trong ng ng l trng thỏi chy ri. 1/ Xỏc nh lu lng cht lng chy trong ng trờn? 2/ Xỏc nh chiu cao cht lng H trong b cha? 3 p a Khúa cv =0,5 K =10 A D E H l 1 =24m l 2 =36m d 1 =150mm d 2 =75mm B C p od h 1 =1,8m A p a F B 30 h=0,2m h 2 =0,9m Bi tp K thut thy khớ tham kho 2011 Cõu 5: Cht lng ng trong mt vt cha hỡnh nún nh hỡnh v. Bit t trng cht lng =0,84. p sut d ti mt thoỏng cht lng p od =0,132 bar. Cỏc thụng s cũn li cho nh trờn hỡnh v? 1/ Xỏc nh ỏp lc d ca cht lng tỏc dng lờn b mt cong xung quanh phớa trong nún? 2/ Xỏc nh tr s ỏp lc tuyt i ca cht lng tỏc dng lờn ỏy nún? Cho cụng thc tớnh th tớch nún ct: V=( /3)a (R 2 +Rr+r 2 ) Vi R,r l bỏn kớnh ỏy ln ỏy nh, a l chiu cao ca nún ct. Cõu 6: Chất lỏng có khối lợng riêng =700kg/m 3 từ bình chứa có tiết diện lớn chảy ra ngoài không khí theo các ống nối tiếp nhau. Biết l 1 = 3,5m; l 2 =5m; l 3 = 5m; l 4 =2,5m; l 5 = 2m; tất cả các ống có đờng kính d 1 =75mm; vòi ra có d 2 =50mm; áp suất d tại mặt thoáng bể chứa là 2kPa . Cho lu lợng chảy trong ống là Q =6 (l/s); hệ số nhớt động học 2 0,032 /cm s = . Hệ số tổn thất cục bộ cửa vào 5,0= cv ; tại các vị trí uốn đều bằng u =1,7; qua khoá K k =120; qua vòi v =1,2 (tính toán với vận tốc sau tổn thất); , g=9,81m/s 2 . Trong trờng hợp chảy rối tính theo công thức: 2 )5,1Relg8,1( 1 = d và 1,1= . Chảy tầng lấy =2. 1/ Tìm H = ? 2/ Nếu muốn lu lợng trong ống tăng gấp đôi giá trị ở trên, phải hiệu chỉnh khóa K ứng với hệ số tổn thất bằng bao nhiêu? 4 p od h 1 =0,9m h 2 =1,8m D=2m l 4 l 2 3 l 1 l K 5 l d 2 d 1 H Vòi o Bài tập Kỹ thuật thủy khí tham khảo 2011 Câu 7: Một van chắn tự động AB đóng mở chất lỏng có dạng hình tam giác và có thể quay quanh trục đi qua E như hình vẽ. Biết chất lỏng có tỷ trọng δ=0,88; áp suất trên mặt thoáng chất lỏng có giá trị tuyệt đối 1,13 at. 1/ Xác định áp lực dư chất lỏng tác dụng lên cửa van AB? 2/ Xác định lực đẩy T của lò xo sao cho cửa van ở vị trí cân bằng cân bằng như hình vẽ ? Câu 8: Nước ở 20 o C (có γ=9789 N/m 3 và ν=0,0101cm 2 /s) ở hai bình chứa A và B được nối với nhau bằng hai ống dẫn bằng thép mới (hệ số nhám n=0,007). Ống 1 và 2 có đường kính lần lượt là d 1 =150mm và d 2 =300mm, chiều dài ống 1 là l 1 =20m. Các hệ số tổn thất cục bộ tại cửa vào ξ cv =0,5; cửa ra ξ cr =1; tại vị trí mở rộng ξ mr =0,56 (ứng với vận tốc trong ống 1). Áp suất mặt thoáng bể A có giá trị tuyệt đối 1,25at; mặt thoáng bể B là áp suất khí trời. 1/ Tìm lưu lượng chảy từ A sang B? Nếu H=2m, biết trạng thái chảy trong các ống là chảy rối và lấy α=1,1. 2/ Vẽ định tính đường năng, đường đo áp dư của hệ thống trên? 5 p ot Α Β 10 m 6 m 8 m 4 m 3 m Ε T 1 2 p a p o t 7m 25m Van ξ v =3.5 H A B Bi tp K thut thy khớ tham kho 2011 Cõu 9: Cho mt cu cha y cht lng cú t trng 1 =0,86; bỏn kớnh cu R =0,5m. Gn vo im A mt ng o ỏp, cht lng trong ng o ỏp cú t trng 2 =13,6, ng vi dõng cao b=350mm. Khong cỏch t mt phõn cỏch hai cht lng n im A l a=0,15m. 1/ Xỏc nh ỏp sut d ti im B l im cao nht ca cht lng trong cu? 2/ Xỏc nh ỏp lc tuyt i ca cht lng tỏc dng lờn b mt na cu ADB? Cõu 10: ống xi phông dẫn chất lỏng ( có = 9810N/m 3 ) nh hình vẽ. Biết áp suất d ở mặt thoáng bể A là 0,3at; áp suất ở mặt thoáng bể B là áp suất khí trời; h = 1,8m; H =1,2m; l 1 = 2,4m; l 2 = 6m; l 3 = 3,6m; d = 200mm; cho hệ số nhám n = 0,01 ; biết trạng thái chảy trong ống là chảy rối; = 1; hệ số tổn thất tại cửa vào 5,0 cv = ; tại cửa ra 1 cr = ; tại 2 vị trí uốn cong đều có 7,1 u = . Nhiệt độ chất lỏng 15 o C; lấy g = 9,81m/s 2 . 1/ Tìm lu lợng Q chảy trong ống xi phông? 2/ Xác định áp suất tuyệt đối tại đầu đoạn ống 3 ( Sau vị trí uốn cong)? 6 H d a o l 2 1 l 3 l h A B A B b a D 45 o A p ot W 2m B I E Bài tập Kỹ thuật thủy khí tham khảo 2011 Câu 11: Một cửa van chắn AE dạng hình chữ nhật rộng b=3m; cạnh AE = 3,5m; đoạn BI =0,5m; đoạn IE=0,5m. Chất lỏng có tỷ trọng δ=0,84; áp suất trên mặt thoáng có giá trị tuyệt đối 1,05at. Lấy g=9,81m/s 2 . 1/ Xác định áp lực tuyệt đối của chất lỏng tác dụng lên cửa van? 2/ Van có thể quay quanh trục đi qua I vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, xác định thể tích vật đối trọng W (được nối với I bởi một cánh tay đòn dài 2m) sao cho cơ cấu cân bằng như hình vẽ? Biết vật đối trọng làm bằng bê tông có tỷ trọng δ=2,5. Cửa van đồng chất có khối lượng M =0,8 tấn. Câu 12: Cho sơ đồ cấp nước như hình vẽ: Các thông số ống 1, 2, 3 lần lượt như sau: l 1 =1200m; d 1 =250mm; l 2 =1800m; d 2 =200mm; l 3 =1500m; d 3 =150mm; lưu lượng tháo đơn vị trên ống 3 là q 3 =0,01 ( ms l . ). Hệ số nhám n= 0,01 cho tất cả các đường ống, tính hệ số đặc trưng K của từng ống theo công thức K= 3 8 4 R n π (với R là bán kính thủy lực của từng ống). Trọng lượng riêng của nước γ=9810N/m 3 , lấy g=9,81m/s 2 . , lưu lượng bơm Q=87,4(l/s) và áp suất dư tại A là 16 bar. 1. Xác định H=? 2. Xác định áp suất tuyệt đối tại điểm D 7 Bơm C D A 2 3 1 H Bi tp K thut thy khớ tham kho 2011 Cõu 13: Cho mt tr cha cht lng cú t trng =0,85; bỏn kớnh ỏy tr R =1m; chiu di ng sinh tr vuụng gúc vi mt phng hỡnh v L =2,5m. ngp sõu cht lng trong tr z=0,7m. Bit ỏp sut mt thoỏng cht lng trong tr cú giỏ tr tuyt i p ot =1,15at. 1/ Xỏc nh ỏp lc tuyt i ca cht lng tỏc dng lờn mt cong AE ? 2/ Xỏc nh ỏp lc d ca cht lng tỏc dng lờn mt AEB? Cõu 14: Dầu có tỷ trọng = 0,85 đợc dẫn từ bể chứa ra ngoài theo một đờng ống có đờng kính d 2 = 100mm; tổng chiều dài ống dẫn là l = 25m; đầu ống có lắp một vòi phun T có đờng kính d 1 =50mm với chiều dài a = 20cm; hệ số tổn thất tại vị trí cửa vào 5,0 cv = ; tại 2 vị trí uốn đều có 2 u = ; tại vòi ra 6,1 = v (tính với vận tốc sau tổn thất); hệ số nhám n=0,01; biết trạng thái chảy trong ống là chảy rối. Bỏ qua tổn thất dọc đờng trên vòi phun T có chiều dài a; H=10m cho g = 9,81m/s 2 ; lấy = 1,1; áp suất trên mặt thoáng bể có giá trị tuyệt đối là 1,3at. 1/ Xác định lu lợng Q? 2/ Xác định áp suất d tại điểm A là điểm sau tổn thất uốn cong. 8 p ot z A E B A o H d d 1 2 T a Bài tập Kỹ thuật thủy khí tham khảo 2011 Câu 15: Một tấm phẳng tam giác ABE ngập trong chất lỏng có trọng lượng riêng δ=0,8. Biết áp suất trên mặt thoáng có giá trị tuyệt đối p ot =122,6kPa. Tam giác cân tại đỉnh E, cạnh AB = 5m; chiều cao tương ứng hạ từ đỉnh E xuống đáy AB là a=3m. 1/ Xác định áp lực tuyệt đối tác dụng lên tấm phẳng? 2/ Xác định trị số áp lực dư tác dụng lên tấm phẳng. Biết mômen quán tính của tấm phẳng lấy đối với trục EG: J C = 122 2 3 aAB       . Câu 16: Nước được dẫn trong hệ thống ống đặt trên cùng một mặt phẳng và đổ ra ngoài khí trời tại E như hình vẽ. Biết Q E =12 (l/s); tại D lấy ra một lưu lượng Q D =10 (l/s); lưu lượng tháo dọc trên đường ống 2 là q=0,05 (l/s.m). Các thống số của ống dẫn cho như sau: l 1 =150m; K 1 =158,4 (l/s); l 2 =170m; K 2 =113,5 (l/s); l 3 =140m; K 3 =186,3 (l/s); l 4 =200m; K 4 =186,3 (l/s); l 5 =150m; K 5 =186,3 (l/s); γ=9810 N/m 3 1/ Tìm chiều cao cột áp tại C? 2/ Nếu độ cao tối đa cột tháp cho phép xây tại A là H max =10m thì áp suất dư trên mặt thoáng bể chứa phải bằng bao nhiêu? 9 A B C D E Q D Q E H l 1 l 2 l 3 l 4 l 5 30 ο Β Β Α p ot E Α a h=2m G Bi tp K thut thy khớ tham kho 2011 Cõu 17: Một vật hình lăng trụ đáy vuông (cạnh là a) đậy kín một lỗ hình chữ nhật (một cạnh là b và một cạnh là L). Các dữ liệu bài toán cho nh sau: áp suất mặt thoáng có giá trị tuyệt đối là 0,96at; H=3m; a=60cm; b=30cm; L=2m; tỷ trọng chất lỏng =1,1. Xác định áp lực tuyệt đối tác dụng lên lăng trụ? Cõu 18: Chất lỏng (tỷ trọng =0,8) chảy trong một ống xi phông có đờng kính d 1 = 150mm; đầu ống có lắp một ống thu hẹp dần với đờng kính miệng ra là d 2 = 75mm; H = 4,2m; h =5,8m; l=12m; Hệ số tổn thất cục bộ cửa vào 0,5 cv = ; Vị trí uốn ở S 0,3 u = ; qua đoạn co hẹp 0,1 ch = (tính với vận tốc sau v 2 ); tại vị trí cửa ra 1= cr ; a = 20cm; hệ số nhám của ống n=0,01; biết trạng thái chảy trong ống là chảy rối. áp suất trên mặt thoáng bể là áp suất khí trời; =1,1; g=9,81m/s 2 . Bỏ qua tổn thất dọc đờng trên đoạn ống thu hẹp có chiều dài a. 1/ Tìm lu lợng trong ống xi phông? 2/ Tìm áp suất tuyệt đối tại điểm A? 3/ Vị trí nào trong ống có áp suất nhỏ nhất? Xác định áp suất chân không tại đó. 10 p ot H a b a d d 2 1 A h H l a [...]... lng trong b cú t trng 1 =0,8; cht lng ng o ỏp cú t trng 2=8 Cho ng kớnh van D=1m; h=0,4m; H=0,6m; b=1m; a=0,8m; R=300mm Ly g=9,81m/s2 1/ Tỡm ỏp lc d cht lng tỏc dng lờn van? 2/ Nu van lm bng thộp cú khi lng riờng =7800kg/m3 thỡ van cú b y lờn khụng? Nu khụng tỡm lc kộo van lờn theo phng thng ng? Cõu 22: Mt bm hỳt cht lng t b cha A sang b cha B nh hỡnh v Bit cht lng cú t trng =0,87 ng kớnh ng dn d=150mm, . BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY KHÍ Lớp học phần: Giáo viên giảng dạy: Yêu cầu sinh viên khi tham gia học phần Kỹ thuật thủy khí: p a 30cm 3m 50cm p ot Bài tập Kỹ thuật thủy khí tham khảo