ngân hàng câu hỏi cơ học chất lỏng

áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí trời, trọng lợng riêng của nớc γn =9810N/m3... Xác định giá trị áp suất tuyệt đối pot để cầu tự động mở cho chất lỏng đi vào phía trong ống hút?. B

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI

(Theo chương trình đào tạo 150 TC)

Tên học phần: Kỹ thuật thủy khí

1 Nội dung đánh giá thi kết thúc học phần:

Kiểm tra đánh giá những kiến thức SV đã thu nhận được thông qua việc trả lời một số câu hỏi

cơ bản thuộc nội dung của học phần đã học

2 Phương pháp đánh giá: (Thi vấn đáp, thi viết hay thi trắc nghiệm, thời gian làm bài thi.)

- Câu 1 (5 điểm): Được bốc thăm từ nhóm bài tập Chương 1, 2

- Câu 2 (5 điểm): Được bốc thăm từ nhóm bài tập Chương 3,4,5, 6

4 Ngân hàng câu hỏi:

- Tất cả các chương của học phần đều phải nêu ra được các câu hỏi

- Trong một chương có n câu hỏi loại 1 điểm; m câu hỏi loại 2 điểm; v.v

- Quy định số câu hỏi cho mỗi học phần: không dưới 15 câu/1TC

- Các câu hỏi được mã hiệu theo cấu trúc phần chữ và số

Giải thích: LT 2.3.2 ; BT 3.4.2 ;

- LT là câu hỏi lý thuyết

- BT là câu hỏi bài tập

1

- Chữ số thứ nhất: chỉ cõu hỏi thuộc chương số mấy (nếu cõu hỏi gồm nhiều ý nhỏ phõn tỏn ở nhiều chương khỏc nhau thỡ chỉ số chương lấy theo chương cao nhất)

- Chữ số thứ hai: chỉ số điểm của cõu hỏi

- Chữ số thứ ba: chỉ số thứ tự cõu hỏi của chương đú

Phần II NỘI DUNG NGÂN HÀNG CÂU HỎI

2

1

h

h α

BT 2.5.2

Một phễu thuỷ tinh có bán kính R = 50 cm, cao H = 120 cm, khối lợng G=25,5kg Bỏ qua chiều dài và đờng kính cổ phễu C Cho g = 9,81 m/s2 Bịt cổ phễu C bằng một nút nhỏ, úpphễu xuống đáy phẳng của một bình hình hộp chứa đầy nớc (có ρ =1000kg/m3) với chiều cao L = 200 cm Khoét một lỗ nhỏ O ở đáy bình để cho áp suất trong phễu là áp suất khí quyển pa

Xác định trị số lực nâng fo nhỏ nhất cần thiết để nâng phễu lên?

pa

O Khụng khớ

2

Tìm áp lực nớc lên tấm chắn phẳng hình chữ nhật đặt thẳng đứng, kích thớc H = 3,5m ;

b = 2m Chiều sâu nớc ở thợng lu h1 = 3,0 m, ở hạ lu h2 = 1,2 m Tính lực nâng ban đầu T nếu tấm chắn nặng G = 6600N và hệ số ma sát giữa tấm chắn và khe trợt f = 0,3 Cho

3/

Một ống tròn đờng kính d = 0,06m đặt nằm ngang, dẫn nớc từ bể chứa ra ngoài Đầu ống phía

bể chứa đợc cắt bằng mặt phẳng nghiêng α =45o, đợc đóng bằng nắp vừa với ống và có thể quay quanh bản lề O nằm ngang ở phía trên Tính lực T ban đầu để mở nắp ra nếu bỏ qua trọng lợng nắp và ma sát ở bản lề Chiều sâu h = 1 m Với g = 10m/s2 Cho mô men quán tính

của hình elip là: 4

3a b

Nếu bỏ qua trọng lợng cánh cống, tính lực R để đóng đợc cánh cống? áp suất trên mặt thoáng

là áp suất khí trời, trọng lợng riêng của nớc γn =9810N/m3.

4

trªn mÆt tho¸ng lµ ¸p suÊt khÝ trêi, träng lîng riªng cña níc γn =9810N/m3

Bá qua lùc ma s¸t vµ träng lîng b¶n th©n c¸nh cèng ¸p suÊt trªn mÆt tho¸ng lµ ¸p suÊt khÝ trêi, träng lîng riªng cña níc γn =9810N/m3

Tính áp lực thuỷ tĩnh d của nớc tác dụng lên mặt cong phía ngoài của múi cầu có góc ở tâm là

900, bán kính cầu R = 0,5 m và độ ngập sâu của tâm cầu là h = 4R/π Biết tâm C của hình phẳng có dạng nửa hình tròn cách tâm hình tròn là y=4R/ 3π Choγn =9810N/m3, g = 9,81 m/s2

Tính áp lực thuỷ tĩnh d của nớc tác dụng lên mặt cong bên ngoài của 1/2 hình nón có bán kính

đáy R = 0,2 m, chiều cao nón h = 0,4m Biết nửa hình nón ngập trong chất lỏng có độ sâu H = 0,6m Choγn =9810N/m3, g = 9,81 m/s2

7

ơng thẳng đứng từ dới lên, vậy trụ tròn có quay đợc không? tại sao? Tính tổng áp lực chất lỏngtác động vào trụ tròn và tìm điểm đặt của áp lực? Cho: r = 0,5m; h = 2,5 m, γ =9810N/m3.

Tính áp lực thuỷ tĩnh d của nớc tác dụng lên bề mặt cong của 1/8 cầu có bán kính R = 0,5 m

và độ ngập sâu của tâm cầu là h = 4R/π Biết trọng tâm của 1/4 hình tròn nằm dới độ sâu hc

Van K đậy kín miệng ống dẫn nếu hệ thống đòn bẩy OAB ở vị trí nằm ngang Tính xem với

áp suất của nớc trong ống dẫn bằng bao nhiêu thì van K sẽ mở ra Biết cánh tay đòn b = 4a, ờng kính ống dẫn d = 50 mm, bán kính phao cầu R = 10 cm Bỏ qua trọng lợng của phao và hệthống đòn bẩy, trọng lợng riêng của nớc 9810 N/m3

đ-8

A B

Xác định giá trị áp suất tuyệt đối pot 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=( /3)z 2 (3R-z)

Với R là bán kính cầu, z là chiều cao của chỏm.

30cm

3m

50cm

pot

G=2000N; Nớc kênh ở 25oC có trọng lợng riêng γn =9780N/m3 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.

Xác định trị số của lực F phải đặt vào dây tời tại B để kéo cửa van lên theo phơng

thẳng đứng?

BT 2.5.22

Chất lỏng đựng trong một vật chứa hỡnh nún như hỡnh vẽ Biết tỷ trọng chất lỏng =0,84 Ápsuất dư tại mặt thoỏng chất lỏng pod=0,132 bar Cỏc thụng số cũn lại cho như trờn hỡnh vẽ? Xỏc định ỏp lực dư của chất lỏng tỏc dụng lờn bề mặt cong xung quanh phớa trong nún?

Cho cụng thức tớnh thể tớch nún cụt: V=( /3)a (R 2 +Rr+r 2 )

Với R,r là bỏn kớnh đỏy lớn đỏy nhỏ, a là chiều cao của nún cụt.

BT 2.5.23

động AB đúng mở chất lỏng cú dạng hỡnh tam giỏc vuụng và cú thể quay quanh trục đi qua E như hỡnh vẽ Biết chất lỏng cú tỷ trọng =0,88; ỏp suất trờn mặt thoỏng chất lỏng cú giỏ trị tuyệt đối 1,13 at

Xỏc định lực đẩy T của lũ xo sao cho cửa van ở vị trớ cõn bằng cõn bằng như hỡnh vẽ ?

BT 2.5.24

Cho một cầu chứa đầy chất lỏng có tỷ trọng δ1=0,86; bán kính cầu R =0,5m Gắn vào điểm A một ống đo áp, chất lỏng trong ống đo áp có tỷ trọng δ2=13,6, ứng với độ dâng cao b=350mm.Khoảng cách từ mặt phân cách hai chất lỏng đến điểm A là a=0,15m

Xác định áp lực tuyệt đối của chất lỏng tác dụng lên bề mặt nửa cầu ADB?

BT 2.5.25

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 =0,84; áp suất trên mặt thoáng có giá trị tuyệt đối 1,05at Lấy g=9,81m/s2

D

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 =2,5 Cửa van đồng chất có khối lượng M =0,8 tấn

BT 2.5.26

Cho một trụ chứa chất lỏng có tỷ trọng δ=0,85; bán kính đáy trụ R =1m; chiều dài đường sinhtrụ vuông góc với mặt phẳng hình vẽ L =2,5m Độ ngập sâu chất lỏng trong trụ z=1,7m Biết

áp suất mặt thoáng chất lỏng trong trụ có giá trị tuyệt đối pot=1,15at

Xác định áp lực dư của chất lỏng tác dụng lên mặt AEB?

BT 2.5.27

Một tấm phẳng tam giác ABE ngập trong chất lỏng có trọng lượng riêng =0,8 Biết áp suất trên mặt thoáng có giá trị tuyệt đối pot=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

Xác định áp lực tuyệt đối tác dụng lên tấm phẳng?

2

3

a AB

BT 2.5.28

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?

1/ Tỡm ỏp lực dư chất lỏng tỏc dụng lờn bề mặt trụ AB?

2/ Người ta cú gắn tại A một bản lề, xỏc định lực giữ F để cho cơ cấu cõn bằng như hỡnh

vẽ?

13

30ο

ΒΒ

b

2/ Tìm áp suất tuyệt đối của khí phía bênkhoang của nửa tròn AI để cho tấm phẳng cân bằng như hình vẽ?

Biết mômen quán tính của nửa hình tròn lấy đối với trục GG đi qua tâm C là:

41102,

bh

po

Tìm áp lực dư chất lỏng tác dụng lên cầu?

mặt thoáng là áp suất khí trời,

trọng lượng riêng của nước

b

pa

chõn đập đi qua điểm A? Trong trường hợp này đập cú cõn bằng khụng? Bỏ qua lực đẩy nổi của chất lỏng ở chõn đập.

BT 2.5.34

Chất lỏng chứa đầy trong một

đường hầm dạng vũm như hỡnh vẽ

Biết chất lỏng ở trạng thỏi tĩnh tuyệt

đối, ỏp suất đo được ở chõn đường

hầm cú giỏ trị tuyệt đối là pt=1,72at

Chất lỏng cú tỷ trọng d=0,88 H=3m;

h=0,6m Vũm AB là một phần hỡnh trụ

cú bỏn kớnh R =1,5m

1/ Tỡm ỏp suất dư tại điểm S là

điểm cao nhất của đường hầm?

2/ Xỏc định ỏp lực dư chất lỏng

tỏc dụng lờn mỏi vũm AB ứng với 1m

dài của đường hầm?

phẳng so phơng ngang α =45o, đáy tam

giác song song và cách mặt thoáng một

khoảng h=1,2m Đáy có độ rộng là a=1,5m; chiều cao tơng ứng hạ đến đáy là b = 2,1m; áp suất trên mặt thoáng có giá trị tuyệt đối là 1,4at Tìm áp lực d chất lỏng tác dụng lên mặt phẳng AB?

BT 2.5.36

Cánh cống cong là một phần t trụ tròn có bán

kính đáy trụ là r = 2 m; Chiều dài đờng sinh trụ L

= 4m; mảnh trụ có thể quay xung quanh bản lề

2/ Tìm lực kéo nhỏ nhất T của dây tời đặt

tại B để kéo đợc van AB mở lên? Biết dây tời

Van là 3/4 hình trụ có thể quay xung quanh trục nằm ngang O (nh hình vẽ) Biết bán kính r =

30 cm, chiều dài đờng sinh trụ L = 1,5m; mực nớc trớc cửa van luôn cao hơn điểm C một đoạnH=0,5m; áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí trời, trọng lợng riêng của nớc γn =9810N/m3.1/ Tìm áp lực d chất lỏng tác dụng vào mặt cong BC?

2/ Tìm áp lực d chất lỏng tác dụng lên mặt phẳng BO?

BT 2.5.38

Một quả cầu là một cửa van đúng kớn miệng ống trũn cú cựng đường kớnh d như hỡnh vẽ, van được gắn vào 1 bản lề tại A Biết chất lỏng cú tỷ trọng =1,2; chỉ số ỏp kế là p dư=0,3at; đường kớnh van d=1,2m; H=1,5m

1/ Tỡm ỏp lực dư chất lỏng tỏc dụng vào cửa van?

2/ Tỡm lực tối thiểu Fcần thiết tỏc dụng tại điểm B để cửa van cầu cõn bằng như hỡnh vẽ?

có đờng kính d =700mm có thể quay quanh một bản lề đi qua O ( nh hình vẽ) Biết độ ngập

sâu của điểm O trong chất lỏng là H = 1,5m; góc nghiêng = 45o; áp suất trên mặt thoáng

là áp suất khí trời

1/ Tìm trị số và điểm đặt áp lực d của chất lỏng tác dụng lên cửa van?

2/ Nếu trong ống là khí thì áp suất của khí phải bằng bao nhiêu để van cân bằng nh hình vẽ? Biết trọng lợng van G=1800N

BT 2.5.39

ỏp suất khớ trời; tấm phẳng AB cú khối lượng M=100kg; lấy g=9,81m/s2; H = 2,5m

1/ Tỡm trị số và điểm đặt của ỏp lực dư chất lỏng tỏc dụng lờn van AB?

2/ Để van khụng bị chất lỏng đẩy lờn thỡ phải giữ thẳng gúc tại B một lực Ftối thiểu bằng baonhiờu?

BT 2.5.40

cửa van là chất lỏng cú trọng lượng riờng =9000N/m 3, ỏp suất trờn mặt thoỏng của chất lỏng

O

H

AB

BT 2.5.41

Một phần t quả cầu ngập trong chất lỏng có bán kính cầu R = 0,6m Biết chất lỏng có γ=8650N/m3, độ cao cột chất lỏng a = 1,1m; H=0,3m; áp suất d trên mặt thoáng của bình pod = 0,3at, cho tỷ trọng của thủy ngân Hg=13,6 Tìm:

1/ Độ cao cột thuỷ ngân hHg trong ống đo áp?

2/ áp lực d của chất lỏng tác dụng lên một phần t mặt cầu?

BT 2.5.41

Khối lượng vỏ cầu là 250kg Biết cầu chứa chất lỏng không áp (áp suất tại điểm cao nhất A là

áp suất khí trời) Lấy g=9,81 m/s2

1/ Tìm áp lực dư chất lỏng tác dụng lên vỏ cầu?

2/ Thả cầu nổi trên biển (δ2=1,02), áp suất mặt thoáng trên biển là áp suất khí trời Tìm thể tích cầu bị ngập chìm trong nước biển?

BT 2.5.43

=0,9; áp

1/ Tìm áp lực tuyệt đối của chất lỏng tác dụng lên mặt trụ?

O

x y z

N íc

M N

D

BT 2.5.45

Cho mặt trụ AB có bán kính R=2m; chiều dài mặt trụ L=2m Chất lỏng trong bình kín là dầu

có tỷ trọng δ=0,8; thủy ngân có tỷ trọng δ=13,6

1/ Xác định áp lực dư của dầu tác dụng lên mặt AB

2/ Xác định trị số áp lực tuyệt của dầu tác dụng lên mặt AB

BT 2.5.46

ngân có tỷ trọng δ=13,6 Với x=10cm; y=15cm; z=60cm; h=40cm

1/ Xác định trị số áp lực tuyệt đối của chất lỏng tác dụng lên mặt MN

2/ Xác định áp lực dư của chất lỏng tác dụng lên mặt xung quanh ABMN

ngập trong chất lỏng như hình vẽ? Biết chất lỏng

trong bình là dầu có tỷ trọng=0,8 Chỉ số tại

áp kế ở A đo được áp suất tuyệt đối là 150kN/m2

Cho H=1m; h=6m, bỏ qua trọng lượng bản thân

của vật dạng nón

21

Dầu

hHg

A

BR

HKhí

A

30o

h

F

1/ Xác định áp lực tuyệt đối của chất lỏng tác dụng lên mặt nón.

2/ Xác định trị số của lực giữ F để nón ở vị trí cân bằng như hình vẽ.

trọng =0,88; áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí trời.

1/ Tìm áp lực dư chất lỏng tác dụng lên bề mặt van AB?

2/ Tìm trọng lượng W của cả van ABE để van cân bằng như hình vẽ? Biết trọng tâm van đặt tại I cách B sang phải một đoạn 0,4m và bên trên B một đoạn là 0,3m

H

b

BT 2.5.50

Một trụ bị đẩy nổi trong chất lỏng nh hình vẽ Biết bán kính trụ R=0,5m; đờng sinh trụ vuông góc mặt phẳng hình vẽ b = 3m Biết chất lỏng có khối lợng riêng ρ=800 kg/m3 ; áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí trời

Xác định áp lực d của chất lỏng tác dụng lên mặt trụ

BT 2.5.51

Van kim được gắn vào một cỏnh tay đũn tại vị trớ cỏch trục quay A một khoảng b=20cm Tỡm

ỏp suất đi vào của xăng để khi muốn đúng khụng cho xăng chảy vào bỡnh thỡ quả phao cầu cú đường kớnh D=30cm ngập 1 nửa Biết a=60cm, d=5mm, ỏp suất trờn mặt thoỏng chất lỏng là

ỏp suất khớ trời Tỷ trọng của xăng =0,86; khối lượng van kim G=200g Bỏ qua trọng lượngcỏnh tay đũn và phao cầu Lấy g=9,81m/s2

BT 2.5.52

1/ Xỏc định ỏp lực dư của dầu tỏc dụng lờn bề mặt AB?

2/ Xỏc định trị số ỏp lực tuyệt đối của dầu tỏc dụng lờn mặt phẳng BE?

D

AVan kim

BT 2.5.53

Một van dạng nửa mặt cầu AB có thể quay quanh bản lề ở A dùng đóng mở chất lỏng có tỷ trọng =0,86 như hình vẽ Bán kính cầu R= 25cm; điểm B ngập trong chất lỏng h=1,5m; áp suất trên mặt thoáng chất lỏng có giá trị tuyệt đối 1,1at

1/ Xác định áp lực dư chất lỏng tác dụng lên nửa mặt cầu AB?

2/ Tìm trị số lực giữ van F cần thiết để van cân bằng như hình vẽ?

A

F 

B

h p

ot

BT 5.5.2

Xác định lu lợng nớc chảy trong ống Venturi nếu cho chỉ số áp kế thuỷ ngân hHg = 600mm, D = 200mm, d = 75mm Khoảng cách giữa hai mặt cắt l1-2 = 400m, ống nghiêng một góc α =30o, hệ số lu lợng à=0,95.

d

1

2 2

Hãy xác định nớc dâng lên ở độ cao nào trong ống , nếu một đầu của ống đợc nối với mặt cắt thu hẹp của ống dẫn, còn đầu kia đợc thả vào nớc Lu lợng ở trong ống Q = 0,025

m3/s; áp suất d tại ống đo áp (h1) là p1 = 49.103 Pa(Pa = N/m2), các đờng kính d1 = 100 mm, d2

2

h

BT 5.5.6

Để đo lu lợng nớc chuyển trong ống

( đờng kính D), ngời ta lắp trên đó một thiết bị đo áp đợc gọi là ống Venturi , tại chỗ thu hẹp

có đờng kính d < D Cho biết các đờng kính ống D = 200mm, d = 100mm, h = 600mm.1/ Bỏ qua tổn thất cột nớc, thiết lập hệ thức : Q = f(h)

2/ Tính lu lợng Q cho hai trờng hợp:

a/ Khi bỏ qua tổn thất cột nớc

b/ Khi tính đến tổn thất cột nớc với hệ số lu lợng của ống à=0,95.

Cho g = 9,81 m/s2 ,γn =9810N/m3

26

1

1

2 2

=

K

ζ , có ba đoạn uốn cong, mỗi đoạn có ζc =0,29 Bỏ qua tổn thất dọc đờng và vận tốc trên mặt thoáng của hai bình, bỏ qua tổn thất tại cửa ra Tính lu lợng chảy qua ống Biết H1 = 10m, H2 = 2m, γ =9810N/m3.

và cửa ra của ống Cho g = 9,81 m/s2; α =1 ; áp suất trên mặt thoáng bình B là áp suất khí trời.

Trờng hợp dòng chảy là dòng chảy rối tính λ theo công thức: (1,8lgRe 1,5)2

số điều chỉnh động năng α =1,1 và hệ số cản của vòi ứng với vận tốc tại cửa ra là ξ = 0 , 2 Sức cản không khí không đáng kể, bỏ qua tổn thất dọc đờng trong vòi phun Cho

3/

Chất lỏng có γ =9810N/m3, chảy từ thùng kín A sang bể chứa hở B theo hệ thống ống dẫn

có kích thớc khác nhau Biết áp suất d tại mặt thoáng pdA = 1,2 at; HA = 1,0m; HB = 5,0m; l1 = 20m; l2 = 30m; d1 = 150m; d2 = 200m

Tính lu lợng Q trong ống biết hệ số cản dọc đờng λ1 =0,0356 và λ2 =0,0323; α1=α2 =1.Dòng chảy dừng

một khoá ζk = 1,5; một bộ phận lọc dầu ζl = 2; áp suất d tại cửa vào của máy bơm B2 p2 =

1,9 at, độ nhớt của xăng ν = 0,045 cm2/s và γx =820kG/m3 Bỏ qua tổn thất năng lợng dòng

chảy từ bể qua bơm và coi nh độ cao hai bơm bằng nhau Trong trờng hợp chảy rối thì tính

2

)5,1Re