bài tập bài giải bài tập thủy lực

Xác định lưu tốc và lưu lượng của dòng nước trong ống A, nếu tỷ năng ở ống A bằng ống B... Xác định lưu lượng qua ống nếu chỉ tính tổn thất cục bộ.. Xác định: trong bể chứa, cột nước H

BÀI TẬP THỦY LỰC

• Nguyễn Đình Anh Tuấn

• Nguyễn Trần Hữu Quang

Lập phương trình chuyển động của phần tử chất lỏng có tọa độ ban đầu A(4, 3, 5), nếu sau 10 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động, phần tử này

có tọa độ mới là A’(5, 5, 3) Chất lỏng chuyển động đều, quỹ đạo là đường thẳng.

Bài 3.2: Lập phương trình đường dòng đi qua điểm A(2, 4, 8) của một môi trường chất lỏng chuyển động, nếu hình chiếu của lưu tốc lên các trục

tọa độ như sau:

Bài 3.27:

Xác định chân không ở đỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua

nó, nếu H1 = 3,3m; H2 = 1,5m; d = 150mm; z = 6,8m cột nước, còn các tổn thất cột nước khác bỏ qua Vẽ đường năng và đường đo áp.

Bài 3.27:

Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2, mặt chuẩn O-O’ như hình vẽ ta có

Bài 3.27:

Lưu lượng nước chuyển qua:

Bài 3.27:

Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 1’-1’, mặt chuẩn O-O’, ta có

Bài 3.39: Nước chảy trong các ống A, B có cùng đường kính d1 = d2 = 100mm Để

đo độ chênh cao áp suất giữa hai ống, người ta nối vào đó ống đo áp Xác định lưu tốc và lưu lượng của dòng nước trong ống A, nếu tỷ năng

ở ống A bằng ống B Chỉ số của áp kế thủy ngân z = 1cm Lưu lượng trong ống B là QB = 11,8 l/s Hệ số α lấy bằng 1.

Bài 3.39:

Tỷ năng ống A bằng tỷ năng ống B:

Ta có:

Bài 3.39:

Thay vào (1)

Lượng nước trong bình A:

Bài 3.40: Nước chảy theo một ống có đường kính d = 150mm với lưu tốc v=

6m/s Ở phía dưới, nước tỏa đều ra các phía theo phương bán kính giữa hai tấm phẳng hình tròn song song với nhau, có đường kính D = 800mm, đặt cách nhau a = 30mm Bỏ qua tổn thất cột nước, xác định áp suất tại điểm B nằm cách tấm A một khoảng D/4 = 200mm Nước chảy

ra không khí.

Tính gần đúng áp lực nước (P) tác dụng lên cửa van phẳng (mở một phần) của đường hầm dẫn nước nằm ngang, nếu hệ số sức cản của cửa van đó là Tìm biểu thức chung của P và tính P khi đường hầm có mặt cắt ngang hình chữ nhật (cao a = 2m, rộng b = 2,5m) lưu lượng nước Q

= 15m3/s,

Bài 3.46:

Viết phương trình động lượng cho đoạn dòng chảy được giới hạn bưởi hai mặt cắt 1-1 và 2-2:

Chiếu lên phương nằm ngang ta có:

Bài 3.46:

Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2, mặt chuẩn O-O’ như hình vẽ ta có

Bài 3.46:

Áp lực P cửa hơi nước tác dụng lên của van bằng phản lực R và có chiều ngược lại

Với Q=15(m3/s)

Suy ra:

Bài 4.30: Nước chảy vào không khí theo ống ngắn nằm ngang có khóa, dưới cột nước không

đổi H=16m Đường kính các đoạn ống: =50mm, =70mm Hệ số sức cản của khóa

=4,0 Xác định lưu lượng qua ống nếu chỉ tính tổn thất cục bộ Vẽ đường năng và đường đo áp.

Bài 4.30:

= 0.01422 (m3/s) (l/s)

Vậy lưu lượng qua ống là 14,22 (l/s)

và một chỗ uốn (= 0,7) Xác định: trong bể chứa, cột nước H có thể đạt đến trị số lớn nhất là bao nhiêu mà xăng vẫn không bị tràn ra ngoài phễu, và lưu lượng xăng chảy vào bình lúc đó Không tính tổn thất dọc đường.

Bài 4.31:

Để H max => xăng dâng lên đúng mặt trên của phễu

Viết phương trình bernouli cho 2 mặt cắt 3-3 và 4-4, mặt chuẩn 4-4 ta có:

Bài 4.36: Nước chảy từ bình kín A (Pod=0.2at) xuống bình hở B Xác định lưu

lượng, nếu H1=10m, H2=2m, các đường kính d = 100mm, D = 200mm, hệ

số sức cản của khoá , bán kinh cong ở các chổ uốn R=100mm Vì các đoạn ống ngắn nên bỏ qua tổn thất dọc đường.

Bài 4.38:

Máy bơm lấy nước từ giếng cung cấp cho tháp chứa để phân phối cho một vùng dân cư Cho

biết:

Bài 4.38: Yêu cầu:

1 Xác định độ cao ( tối đa) đặt máy bơm li tâm Z;

2 Tính cột nước H của máy bơm;

3 Tính công suất N mà máy bơm tiêu thụ;

4 Vẽ đường năng và đường đo áp;

Coi dòng chảy trong các ống thuộc khu sức cản bình phương.

Bài 4.38:

1 Độ cao đặt máy bơm ly tâm

Máy bơm chỉ được đặt cách mặt nước trong giếng một khoảng Z nào đó không qua lớn để cho

áp suất tuyệt đối ở mặt cắt b-b không bé qua một giới hạn xác định ,tức áp suấy chân không tại đấy không vượt qua trị só cho phép [pck] = γ[hck]

Ở đây [hck] =6m cột nước , nên [pck] = 0.6 at

Viết phương trình Becnouli cho 2 mặt cắt a-a và b-b, lất mặt cắt a-a làm mặt phẳng so sánh , ta có:

trong đó: pt và v – áp suất tuyệt đối và lưu tốc trung bình tại mặt cát b-b

Từ đó:

trong đó: – độ cao chân không tại mặt cắt b-b

Vậy :

Bài 4.38:

Với n= 0.013, ta có

Do đó :

H = 26.43 +0.68 +1.27 28.40 m cột nước

Bài 4.38:

3 Công suất mà máy bơm tiêu thụ:

trong đó: Q – lưu lượng máy bơm (m3/s)

H – cột nước của máy bơm (m)

– trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3) – hiệu suất của máy bơm

Thay số vào , ta được:

Bài 4.47:

Dưới cột nước tác dụng H = 6,0m, ống xiphoong phải chuyển lưu lượng nước là Q = 50,0 l/s với điều kiện chân không trong ống không vượt quá 7,0m cột nước Điểm nguy hiểm A nằm cao hơn mực nước thượng lưu h = 4,0m; chiều dài đoạn ống trước điểm A : l1 =

100m, đoạn còn lại dài l2 = 60m Ống có một khóa và một lưới chắn rác(ξ1 = 5,0)

Xác định đường kính ống d và hệ số tổn thất cục bộ của khóa ξ thỏa mãn các điều kiện của bài toán.

Chỉ dẫn: hệ số tính theo công thức ( ống cũ ), d tính bằng mét Bỏ qua tổn thất cột nước ở các chỗ uốn.

Bài 4.47:

b Viết phương trình Becnouli cho 2 mặt cắt 1-1 và 3-3, chọn mặt 3-3 là mặt chuẩn,ta có:

(2)

Bài 4.47:

Tổn thất cột nước

=

Bài 4.47:

Thay vào (2) ta có:

Với (m/s)

Vậy hệ số tổn thất cục bộ khoá

Bài 5.36: Cho Q = 36 l/s ; Q1 = 12 l/s ; v = 30 m/s Tính lực nước tác dụng lên bản

phẳng (P), góc lệch α

Bài 5.36:

‾Theo phương trình liên tục ta có : Q = Q1 + Q2 => Q2 = Q – Q1 = 36 – 12 = 24 ( l/s )

‾Phương trình động lượng cho thể tích khảo sát như hình vẽ :

( R : lực của bản phẳng tác dụng lên nước )

‾ Chiếu lên phương thẳng đứng :

‾Chiếu lên phương ngang :

Kết luận : lực nước tác dụng lên bản phẳng P = R =456 (N) và góc

Bài 6.8: Nước từ bể chứa A (cao trình mực nước trong đó là 15.5m) dẫn đến điểm

B có cao trình 10.6m với lưu lượng Q = 20.6l/s Khoảng cách giữa hai điểm A, B là l = 880m Người ta đặt ống dẫn (ống bình thường) có đường kính: d1 = 150mm và d2 = 200mm Cần đặt mỗi loại ống với chiều dài bao nhiêu để đáp ứng yêu cầu trên.

Tổn thất cột nước toàn phần bằn tổng tổn thất côt nước trên các đoạn:

(1)

Từ mục lục 6-1b tra được: d1=150mm k1=158,4 l/s

d2=200mm k2=340,8 l/stheo đề l1=880- – l2 nên ta có pt :

Vậy chiều dài ống có đường kính d1 : l1 =127 m

Vậy chiều dài ống có đường kính d2 : l2 =753 m

Bài 6.8:

Nước từ tháp chứa được dẫn đến hai điểm A và B theo các ống có kích thước như sau:

d1 = 150mm, l1 = 432m;

d2 = 200mm, l2 = 610m;

Ống bình thường Nếu cột nước ban đầu ở tháp chứa là H = 15.40m thì cột nước dư ở đầu hai điểm A, B sẽ là bao nhiêu?

Bài 6.13: Xác định lưu lượng nước chảy từ bể A qua bể D trong hai

trường hợp:

a) Các ống đặt nối tiếp b) Các ống đặt song song.

ống bình thường.

Bài 6.14: Nước từ tháp chưa A được dẫn đến các điểm tiêu thụ qua một hệ thống

gồm ba đường ống đặt nối tiếp nhau Trên hai đoạn AB và BC, lưu lượng được cấp ra dưới dạng tháo nước liên tục Ở điểm cuối D, lưu lượng được cấp là QD = 9 l/s Ống bình thường.Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

Bài 6.14:

2) Vì lưu lượng tại D không đổi nên tổn thất dọc đường tại BC, CD không đổi

Mặt khác cao trình đường đo áp tại điễm D tăng thêm 1,5m do đó tổng tổn thất dọc đường đoạn

AB giảm 1,5m ,tức là :

)Lưu lượng qua ống AB có chiều dài

Lưu lượng qua đoạn AB có chiều dài

l/s

=>l/s

Bài 6.14:

Vậy đường ống phụ gồm hai đường ống nối tiếp nhau có kích thước như sau :

l/s l/s

Ta có hệ sau

Vậy đường ống phụ song song AB gồm hai đoạn thẳng nối tiếp nhau

Đoạn 1:

Đoạn 2:

Bài 6.18: Xác định đường kính của tất cả các đoạn ống và vẽ đường đo áp Ống

bình thường, cột nước tự do ở các điểm cuối ống h ≥ 6m

Bài 6.18:

Tính đường ống chính: Điểm E có cao trình (+22m) không quá bé so với các điểm khác, đường ống nối từ tháp chứa A đến E (A – B – C – D – E) là dài nhất nên ta chọn đường này làm đường ống

chính để tính trước Các đường ống còn lại được coi là ống nhánh

Kết quả tính toán cho ống chính ghi trong bảng sau:

Điểm Đoạn

ống

Lưu lượng Q (l/s)

Đường kính d (mm)

Chiều dài

l (m) V (m/s) Θ2 K (l/s) hd (m)

Cao trình các điểm đo

Đường kính d của các nhánh được chọn theo trị số k (phụ lục 6-1b) lớn hơn nhưng gần trị số k

nhất (k ở cột thứ 8) Do đó tổn thất cột nước trong thực tế trong các nhánh sẽ bé hơn trị số hd ghi

ở cột 6 và cũng vì vậy mà cột nước tự do ở cuối các nhánh sẽ lớn hơn 5m Trong quá trình tính toán ta đã lấy θ1 = θ1 = 1 vì việc chọn đường kính lớn hơn gần nhất đã cho độ dự trữ cần thiết

Bài tập lớn số 2

TT Q (l/s) d (mm) hck (m) l (m) (m) L (m) Hình dạng mc đường hầm

26 40 250 6.2 7 0.2 60 tròn

TT Q (l/s) d (mm) hck (m) l (m) L (m) Hình dạng mc đường hầm

26 40 250 6.2 7 0.2 60 tròn

1)Xác định độ cao đặt máy bơm h ?

Máy bơm chỉ được đặt cách mặt nước trong giếng một khoảng z nào đó không quá lớn để cho áp suất tuyệt

đối ở mặt cắt 2-2 không quá bé một giới hạn xác định , tức là áp suất chân không tại đấy không vượt quá

Tổn thất cột nước trong ống hút

Trong đó :

- Lưu tốc trong ống hút :

- Đối với khu sức cản bình phương, có

- Lưới chắn rác ở đầu ống hút có van một chiều , chọn

- Tại chỗ chắn uốn cong chọn

2) Xác định kích thước của đường hầm.Tính xong qui tròn 1 dm, và tính lại là bao nhiêu ?Viết phương trình Bécnuli cho mặt cắt 1-1 và 3-3, mặt cắt 1-1 làm mặt chuẩn như hình vẽ :

(1)

- Tổn thất cột nước trong đường hầm:

=

- Đối với khu sức cản bình phương, có

- Vận tốc trung bình trong đường hầm:

Do đó, từ (1) => =>

=> D = 0,39 (m) = 3,9 (dm) Qui tròn 1 dm => D = 4 (dm)Khi đó :

3) Vẽ đường năng, đường đo áp của hệ thống Có:

Viết phương trình Bécnuli cho mặt cắt 1-1 và 4-4, mặt cắt 1-1 làm mặt chuẩn như hình vẽ :

(m)

-THE

END-XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN

CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE