Slide thủy lực môi trường

Năng suất của bơm thay đổi như thế nào nếu chiều cao hình học là 19 m?. Xác định độ sâu phân giới.. Xác định độ sâu phân giới.. Xác định chiều rộng đáy kênh b để kênh ở trạng thái chảy

1

01.2016

Tĩnh lực học chất lỏng

!  

!  

!  

5

Nồi áp lực gồm phần trụ tròn có đường kính d = 1000mm, dài l = 2m; đáy

và nắp có dạng bán cầu Nồi chứa đầy nước với áp suất p 0 Xác định thể

tích nước cần nén thêm vào nồi để tăng áp suất trong nồi từ p 0 = 0 đến p 1 =

1000 at Biết hệ số nén của nước là β p = 4,112.10 -5 cm 2 /kgf = 4,19.10 -10 m 2 /N

Xem như bình không giản nở khi nén

Ví dụ

Dầu mỏ được nén trong xi lanh bằng thép thành dày tiết diện đều như hình vẽ Xem như thép không đàn hồi Cột dầu trước khi nén là

h = 1,5 m và mực thuỷ ngân nằm ở vị trí A-A

Sau khi nén, áp suất tăng từ 0 at lên 50 at, thì mực thuỷ ngân dịch chuyển lên một khoảng

Δh = 4 mm

Tính suất đàn hồi của dầu mỏ

•  

9

ộ

Là áp suất hơi trên bề mặt chất lỏng kín Khi tốc độ bốc hơi của các

phân tử lưu chất bằng tốc độ ngưng tụ thì trên bề mặt lưu chất đạt

tới áp suất hơi bão hoà

11

!

! Áp suất dư : p dư = p tđ - p a

! Nếu tại một điểm có pdư < 0 thì tại đó có áp suất chân không p ck

P ck = -p dư = p a – p tđ

!   p trong phương trình thuỷ tĩnh là áp suất tuyệt đối p tđ hoặc áp suất

dư

Chapter 1

0 ΔF t

: :

15

!  

!   P/

const ρg

P

!  

f G

P =

19

g

P g

P P z

z

ρ ρ

!  

C

!  

!   I xx’

21

!  

!  

Q m  .f.

25

Chapter 1

Nước vào

Bình chứa mực màu

Van 1 Chảy tràn

Bình góp Ống thủy tinh

Van 4 Nhiệt kế

ω µ

27



Q 1 2 3

f 12 22 33

1 2 3

Q 1 2 3

f 11 22 3

const g

29

g g

p z g g

p

z

22

2 2 2 2

2 1 1

1

ωρ

const h

g

v g

p

z

m =++

31



22

2 2

II

II I

!  

!  

2

2

ωξ

∑

=

i

35

’

g D

L L g D

L

h td f

2

' 2

2

λ ω

D

L

h ms

5 2

2

λω ω

=

Chapter 1

1

1

2

3

4

!  

!  

15

16

π

13

25

Cấu tạo bơm bánh răng

1, 2 – bánh răng ; 3 – vỏ bơm ; 4, 5 – ống hút và đẩy

26

n

n Q

Q

=

2 2

1 2

2

1 2

L g

2

2

16 Q

g D D

L g

P P z

=

ρ

1

2 − +

π λ

23

45

46

Bằng bơm này sẽ cung cấp bao nhiêu chất lỏng theo đường ống đường kính 76 x 4 mm

chiều dài 355 m (chiều dài thực kể cả chiều dài tương đương do trở lực cục bộ), khi chiều

cao đẩy hình học là 4,8m? Hệ số ma sát λ = 0,03

Vẽ đặc tuyến của bơm và ống dẫn, tìm điểm làm việc

Năng suất của bơm thay đổi như thế nào nếu chiều cao hình học là 19 m?

!

50

Nước được bơm từ sông lên bể chứa như hình Ống hút và ống đẩy có cùng đường kính

D = 0,2m; λ = 0,018 có tổng chiều dài là L = 50 m Biết H = 16,2 m; lưu lượng bơm là Q

= 50 l/s Hỏi công suất hữu ích của bơm nếu hệ số tổn thất cục bộ tại miệng hút là 1,4; tại

miệng ra của ống là 1,0 và tại 2 chổ uốn là 0,7

!

51

52

27

53

54

!  

55

56

!  

!  

67

68

35

69

70

71

72

1

2016

n  

n  

a

w c

g

v g

2

* 2 0 1 0

α

+

=

ξα

( )*',2

v  

ü 

χµ

4,01

gt

y

t v

⇒

Dòng chảy ngập: là dòng chảy qua lỗ bị ngập

Tức là khi ra khỏi lỗ mặt tự do của chất lỏng cao hơn lỗ

( )*,

P2

2

2 0 a

v h h

w

22

*

2 2

0 2

g

v

22

2 0

2 0

∑

=

=+

( )**,22

v v g

2

2 2

2 2 2

9

( )**',2

Q = ωc c = ωcϕ

μ’

gh dh

b gh d

*

H

H

dh gh b

02

2 01

*2

*

*3

2

H H

g b

0

02

0 0

0

01

2 1

* 2

2 1

* 2

H

e H

e H

g b

*2

*

*

H

e gH

Q µ ω

( ) * , 2

0 >

=

H a

0

•  

2 1

!

1

2016

!  

!  

3

÷

υ

d v.

Re =

2

8,32

5

d

!  

7

!  

d

9

C

ξ c

Chapter 4

c

c

v th m

th v

l

x Q

th th

m

l

x Q Q

Q = + − *

⇒

dx

dH K

Q l

x Q Q K

Q J

M

th th

m M

M M

2 2

=

=

dx K

Q l

x Q Q

H

h

M

th th

td

A

= cuoi cuoi z Z

o   Có thể chọn d trước theo Q → tính h d (theo m vận tốc kinh

Q q q q Q

q

Q

q q Q

AB

F D CD F

BC

D

CD

= + +

= +

=

+

= +

Q h

21

di

i

Chapter 1

23

!

Tính toán dòng chảy đều

trong kênh hở

2

!  

8

3

3

ng 8/3 /n.4 5/3 8/3

Bài tập

Xác định hệ số nhám tương đương (dùng nhiều công thức khác

nhau) và lưu lượng trong kênh có mặt phức tạp như hình vẽ, biết

n1 = 0,03, n2 = 0,02 và n3 = 0,04 Độ dốc của kênh i = 0,0005, và

mái dốc m = 1

14

!

!

!

Chapter 1

16

1 Xác định vận tốc trung bình và lưu lượng của kênh hình thang bằng

đất có chiều rộng đáy kênh b = 2m, chiều sâu ngập nước h = 1,3m,

mái dốc m = 1,5, hệ số nhám n = 0,025 và độ dốc i = 0,001 Vận tốc và

lưu lượng sẽ thay đổi như thế nào nếu mặt cắt kênh cùng diện tích và

mái dốc nhưng có dạng lợi nhất về thủy lực

2 Một kênh có mặt cắt ướt hình thang với m = 1,5; độ dốc i =

Xác định b và h sao cho đạt được lưu lượng cực đại

PT vi phân cơ bản của dòng không đều

cr k

6

1 Một kênh lăng trụ có mặt cắt ngang hình chữ nhật với

chiều rộng b = 10m, dẫn một lưu lượng Q = 500 m 3 /s Xác

định độ sâu phân giới.

2 Một kênh lăng trụ có mặt cắt ngang hình thang với

chiều rộng đáy b = 13m, m = 0,2, Q = 1996 m 3 /s

Xác định độ sâu phân giới.

3 Kênh hình thang với các thông số như trong bài 2 Biết

hệ số nhám n = 0,02 Xác định độ dốc phân giới.

4 Kênh hình chữ nhật có hệ số nhám n = 0,012, độ dốc

đáy kênh i = 0,0036, chuyển một lưu lượng Q = 16m3/s

Xác định chiều rộng đáy kênh b để kênh ở trạng thái chảy

đều với độ sâu phân giới

5 Dòng chảy đều trong một kênh hình tam giác (n = 0,012)

có hệ số mái dốc m = 3 Lưu lượng chảy là 10m 3 /s Cao

trình đáy kênh trên một đoạn dài 100m chênh nhau 1m

Xác định trạng thái chảy trong kênh

8

Chapter 7

2 /(A 2 C 2

Chapter 7

! k k

12

! k k

k

14

!

0

I I I II

16

Chapter 7

18

Chapter 7

!

20

Chapter 7

BÀI 1:

Một hệ thống như hình vẽ, biết mực nước M và N cách nhau một đoạn H = 25 cm

a Xác định áp suất tuyệt đối của khí trong bình và độ chênh lệch thủy ngân h

b Nếu mực nước M và N ngang nhau (H = 0), thì áp suất tuyệt đối của khí trong bình và độ chênh lệch thủy ngân h là bao nhiêu Cho tỉ trọng của thủy ngân δ = 13,6

BÀI 2:

Để xác định áp suất dư tại tâm một ống dẫn nước thải, người ta lắp ống đo áp như hình vẽ Biết z0 = 0; z1 = 1,2m; z2 = 4,2m; z3 = 1,7m; z4 = 3,8m; trọng lượng riêng của nước là 9.810N/m3; của thủy ngân là 132.890N/m3; của dầu hỏa là 8.142N/m3

1 kPa, chiều cao các đọan H1 = 1,5 m, H2 = H3 = 0,5 m Xác định chiều cao cột nước h1 và dầu h2

BÀI 5:

Một áp kế đo chênh thủy ngân, nối với một bình đựng nước

a Xác định độ chênh mực nước thủy ngân, nếu h1 = 130mm và áp suất dư trên mặt nước trong bình 40.000 N/m2

b Áp suất trong bình sẽ thay đổi như thế nào nếu mực thủy ngân trong hai nhánh bằng nhau (h = ½.h2,

γthủyngân = 133.416 N/m3)

BÀI 7:

Một cửa van hình thang cân dùng để chắn một chất lỏng như hình vẽ Van có chiền cao H = 27 m, đáy lớn

D = 24 m, đáy nhỏ d = 16m Aùp suất dư đo được tại A và B là pA = 100 Kpa và pB = 140 Kpa

a Xác định trọng lượng riêng của chất lỏng

b Tìm giá trị áp lực của chất lỏng tác dụng lên cửa van

h = 3m; b = 1,5m; α = 45

BÀI 9:

Van hình thang cĩ chiều cao 1m, cạnh đáy lớn 2m, đáy nhỏ 1,2 m (đáy lớn phía trên, đáy nhỏ phía dưới) giữ nước cho bình chứa Bên phải của van là khí kín có áp suất phân bố đều Van có thể quay quanh trục nằm ngang qua A

b Tìm áp suất khí sao cho van ở trạng thái cân bằng như hình vẽ

BÀI 10:

Xác định trị số và điểm đặt của áp lực nước lên một tấm chắn hình chữ nhật phẳng, đặt thẳng đứng như hình

vẽ Biết chiều sâu mực nước trước tấm chắn (thượng lưu) là h1 = 2,4m, sau tấm chắn (hạ lưu) là h2 = 1,1m;

tấm chắn cĩ bề rộng b = 1,0m

BÀI 12:

Một nắp đậy có tiết diện hình tròn đường kính D = 0,5 m được nối với một bình chứa nước như hình 2 Bình có chiều cao h = 1,5m, mặt thoáng tiếp xúc với khí trời

a) Tìm áp suất dư tại trọng tâm nắp

b) Tính áp lực của nước tác dụng lên nắp