BÁO cáo TIỂU LUẬN môn cơlưu CHẤT, đại học CÔNG NGHIỆP TPHCM, NHÓM 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HCM khoa khí Bài tập CƠ LƯU CHẤT Lớp học phần :210300902 Nhóm sv thực hiện:1 Gvhd:ths-ncs nguyễn sĩ dũng Năm học:2008-2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HCM khoa khí Thành viên nhóm 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) Nguyễn Hộ Lê Thành Đạt Đỗ Sĩ Hải Vũ Đình Hiến Võ anh Khoa Lê Thanh Nhàn Nguyễn Trần Mạnh Tiến Nguyễn Văn Thuận Nguyễn Thanh Tâm Phạm Nguyễn Bá Trình Quách Thế Trình Trần Mậu Thành Trung 0770487 0771031 0771837 0770386 BÀI TẬP CHƯƠNG 1.6 Một bình thép tích tăng 1% áp suất tăng thêm 70Mpa.Ở điều kiện p = 101,3Kpa,bình chứa đầy 450kg nước p = 1000 kg /m3 Cho K= 2.06.109 pa.Hỏi khối lượng nước cần thêm vào để tăng áp suất lên thêm 70Mpa Giải: V1 : thể tích lúc đầu V1= Vbình + Vnước (0.45 + x) ∆p độ gia tăng áp suất bình sau nén tăng thêm x lít nước Thể tích bình V = V(1+α ∆P) = 0.45(1+7.106 1/(100.70.106 )) =0.4545 m3 Ta có suất đàn hồi : K = -w ∆P/ ∆w = -(0.45 + x) 70.106 )/(0.4545-0.45-x) =>x = 0.2046m3 Vậy ∆m = 20.46 kg BÀI TẬP CHƯƠNG 1.15 Tính áp suất bên giọt nước ,đường kính mm ,t = 250 ,Pa = ,sức căng bề mặt nước 72,7.10-3 Giải: D = 2mm = 2.10-4 m => r = 10-4m T0 H20 =250C,Pa=0 Độ chênh áp suất bên là: ∆p = 2∂ / r = 2.72,7.10-3 /10-4 = 1454 N/m2 BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 2.12: Một ống chứa đày dầu 0.85 nối bình A, B hình vẽ Xác định áp suất điểm C D Giải Ta có: PA dư = PC dư + d.hAC PA dư = PD dư + d.hAD Mặt khác: PA dư = PC dư = - d.hAC = - 0.85 n hAC = - 0.85 9810 2.5 = - 20.846 KPa PD dư = - d.hAD = - 0.85 n hAD = - 0.85 9810 0.5 = - 4.17 KPa Kết luận: PC ck = - PC dư = 20.846 KPa PD dư = - PD dư = 4.17 KPa BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 2.20 Một máy nén thủy lực gồm piston có đường kính =8=600mm Máy hoạt động để giữ cân vật có khối lượng 3500kg.Xác định lực F cần tác dụng lên piston nhỏ Giải Trọng lượng vật là: =M.g= 3500*9.81=34335 (N) Áp dụng định luật Pascal ta có: = = =34335* =536.5(N) BÀI TẬP CHƯƠNG 2-21: Một van lề hình chữ nhật rộng 4m, cao 6m quay quanh trục nằm ngang qua O Mực nước trung bình van 6m Tính trị số x nhỏ để van không tự động mở Trục O đặt độ cao xmin mực nước xuống tới A, ta phải áp ngẫu lực để mở van Bài làm: Để van khơng tự động mở áp lực nước van 6m tác dụng lên van phải vào trục quay O van Áp dụng tác dụng lên van: 6m A 6m x O B BÀI TẬP CHƯƠNG PO = γhC.S = 9,81.103.9.6.4 = 2118,96,103 N = 2118,96 kN Vị trị điểm đặt lực: 6m I 4.6 yO = yC + = 9+ = 9,333 ( m ) yC S 12.9.4.6 hO h C A C 6m x ⇒ x = 12 – yO = 12 – 9,333 = 2,667 (m) Vậy với x = 2,667 m van khơng tự động mở Khi mực nước xuống tới A Áp lực nước tác dụng lên van: B A Vị trí đặt lực P D = γ h S = 9,81.10 3.6.4 = 706,32.10 N = 706,32 kN ' C I 4.63 yD = y + ' = + = 4(m) yC S 12.3.4.6 ' C O m hD hC x C D O B BÀI TẬP CHƯƠNG Áp lực để mở van M O 0,6m = PD y = 706,32(4 − 3.333) = 470,88(kNm) ' D 2-30: Một cửa van cung co dạng 1/4 hình trụ bán kính R = 1,5m dài 3m quay quanh trục nằm ngang qua O Van có khối lượng 6000kg trọng tâm đặt G Xác định trị số điểm đặt áp lực nước tác dụng lên van Xác định momen cần để mở van Bài làm: Chọn hệ trục tọa độ hình vẽ Áp lực so với thành phần nằm ngang Px: 1,5 PX = γ hC S = 9,81.10 1,5.3 = 33108, 75( N ) 0,6m G 1,5m O G PX P a P BÀI TẬP CHƯƠNG Áp lực so với thành phần thẳng đứng PZ PZ = γ W = 9,81.10 ∏ 1,52.3 = 52007,1( N ) ⇒ P = PX2 + PZ2 = 61651, 66( N ) Điểm đặt lực: áp lực P có phương hợp với phương ngang góc PZ tgα = = 1,57 PX Momen mở van: ⇒ α = 57,50 M = 6000.9,81.0,6 = 35316 Nm = 35,316kNm BÀI TẬP CHƯƠNG v 22 − v12 Q  1  Q   D2  −  = = 1 −  2g g  A2 A1  g A2   D1  ⇒ Q = A2   γ Hg   = h − 1 − h f    γd   γ Hg  gh − 1 − h f  γd  D −   D1  γ Hg   = C.M gh − 1  γd  C=    Q  γ Hg  M gh − 1  γd     (Với M = số liệu ta có: C = 0.94 A2  D2  −    D1  ) BÀI TẬP CHƯƠNG 4.30 Độ chênh mực thuỷ ngân ống chữ U nối hai đầu với cuối ống hút đầu ống đẩy h = 50 cm Đường kính ống hút D1 = 8cm Đường kính ống đẩy D2=6cm Bỏ qua Biết lưu lượng Q = 17l/s Tính cơng suất bơm Giải Áp dụng phương trình lượng mặt cắt 1-1 2-2 p1 v12 p v 22 H b + z1 + + = z2 + + γ n 2g γ n 2g Tá có p = p1 + γ Hg h BÀI TẬP CHƯƠNG Q = V1A1=V2A2 =>V1=Q/A1=3.383m/s V2=Q/A2=6.015m/s p1 + γ Hg h v 22 p1 v12 p v 22 p1 v12 ⇒ Hb = + − − + z − z1 = + − − + z − z1 γ n 2g γ n 2g γn 2g γ n 2g = γ Hg h γn v 22 v12 + − −h 2g 2g 13,6 6,015 3.383 = 0,5 + − − 0,5 = 7.56(m) 2.9,81 2.9,81 Công suất máy bơm tính theo cơng thức : Pb= γ n Q.H b = 9810 × 17.10 −3 × 7.56 = 1260,8 (W) BÀI TẬP CHƯƠNG Xác định lưu lượng nước chảy ống Xác định lức tác dụng lên đoạn ống AB Biết D1 = 200mm D2 = 400mm D3 = 100mm Bỏ qua tổn thất h 4.37 Đoạn cuối đường ống dẫn AB nằm ngang có dạng hình vẽ dung để đo lưu lượng nước chảy ống Độ chênh cột dầu ống đo áp h = 600m N dầu ( 0.8) M A B Bài làm: 1)Hai mặt cắt -1; – hai mặt phẳng, áp suất điểm mặt cắt phân bố theo quy luật thủy tĩnh p1 pM z1 + = zM + γ γ pN p2 z2 + = zN + γ γ BÀI TẬP CHƯƠNG ⇒ ( z1 + p1 p ) − ( z1 + ) = − h + 0.8h = −0.2h γ γ Áp dụng phương trình động lượng cho đoạn ống AB p1 v12 p2 v22 z1 + + = z2 + + γ 2g γ 2g v −v p1 p2 = ( z1 + ) − ( z2 + ) = −0.2h 2g γ γ 2 dầu ( 0.8) h p1 p1 ⇒ ( z1 + ) − ( z1 + ) = z M − z N + ( pM − pN ) γ γ γ p1 p1 ⇒ ( z1 + ) − ( z1 + ) = − h + ( pN + γ d h − pN ) γ γ γ M A N B BÀI TẬP CHƯƠNG 4   D2   v −v Q 1 Q 1 −  = ( − 2)= ÷  = −0.2h 2g g S S1 g S   D1     2 Q = S2 2 g.(−0.2h) D  1−  ÷  D1  Π (0.4) = 2.9,81.0, 2.( −0, 6)  0.4  1−  ÷  0.2  = 0.0497(m3 / s ) 2)Phương trình động lượng cho khối lưu chất giới hạn mặt cắt -1 ; – dầu ( 0.8) Trong đó: z1 = z3 2 v p1 v ⇒ + = γ 2g 2g h p3 v32 p1 v12 z1 + + = z3 + + γ 2g γ 2g p3 = M N P A F B BÀI TẬP CHƯƠNG 2 42.Q 1 ⇒ p1 = γ (v3 − v1 ) = γ ( − ) 2g 2g Π D3 D1 Khí chất lỏng chịu tác dụng Áp lực mặt cắt – P1 Phản lực thành ống F Áp dụng phương trình động lượng (α1 = α2 = 1) ur ur ur ur F + P = ρ Q (V − V ) Chiếu phương trình động lượng lên phương nằm ngang F + P1 = ρQ(V3 – V1) (1) + P1 = p1.S1 = Q D1 1 42.Q 1 ΠD12 ( − 4) γ ( − ) = 2γ 2g Π D3 D1 g Π D3 D1 BÀI TẬP CHƯƠNG 2.9,81.103 (0, 0497) (0, 2)  1  −  4 ÷ 9,81 Π (0,1) (0, 2)   = +) = 0,5897 (N) 4Q  1   9,81.10  ρQ(V3 – V1) = ρ Q  2− 2÷= (0, 0497)  − 2 ÷ Π  D3 D1  Π 9,81  (0,1) (0, 2)  = 0,2359 (N) ⇒ F = 0,2359 – 0,5897 = -0,3538 (N) Lực nước tác dụng lên thành ống AB R = F = 0,35 (N) BÀI TẬP CHƯƠNG 4.44 Một tia nước nghiêng 300 so với mặt nằm ngang, 30 đường kính 50mm vận tốc 30m/s đập vào mặt thoáng bể nước chứa nước dài đặt xe Tính lực ngang cần để giữ xe yên Nếu xe di chuyển mặt ngang theo chiều tia nước với vận tốc 5m/s Tính lực đẩy nằm ngang tia nước tác dụng lên xe Tính hiệu suất Bài làm: ur uu r ur F = ρ Q V2 – V1 ( ) Chiếu phương trình động lượng lên mặt phẳng nằm ngang 30 F BÀI TẬP CHƯƠNG ΠD (V2 = 0) = ρ V V c os30 F = ρ.Q(V2 – V1) 1 3 Π (0.05) = 1530 (N) = 10 30 1.Áp dụng phương trình động lượng trường hợp xe chuyển động với vận tốc 5m/s ur uu r ur F = ρ Q V2 – V1 ( ) Chiếu phương trình động lượng lên mặt phẳng nằm ngang ΠD ( V2 − V1.cos300 ) F = ρ.Q(V2 – V1) = ρ V1  Π (0.05) 3 10 30 = -1236 (N)  − 30 =÷ ÷   Vậy lực tia nước tác dụng lên xe 1236 N BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 8.13: Người ta tháo nước từ hồ chứa sông qua ống ngầm có đường kính D = 0.5m, độ nhám ∆ = 0.1mm, dài l = 20m Cho hệ số tổn thất cột áp cục miệng vào ống 0.8, miệng 0.1, chỗ uốn 0.45 Nếu lưu lượng m3 nước chảy ống ngầm Q = 0.24 s Hỏi độ chênh mực nước hồ sơng H e Giải Ta có: Vận tốc trung bình R= Q 0,24.4 Q.4 = = =1.22 V= π A πD VD 1,22.0,5 = = , 10 (1) µ 0,01.10 − ∆ 0.1.10 −3 ∆= = = 0.0002 D 0.5 (2) m s BÀI TẬP CHƯƠNG Từ (1) (2) , theo đồ thị Moody ⇒ λ = 0.016 Vậy độ chênh mực nước hồ sông là: V2 L H = hf = ( λ + K v + K u + K r ) D 2g 20 1,22 + 0,8 + + 0,45) = 0,218(m) = (0,016 0,5 2.9,81 Kết luận: H = 0,218(m) Câu 8.27 :Một mạng đường ống khéop kín hình vẽ thơng số ống cho bảng lưu lượng nút cho hình 600 l/s 100 l/s 11 60 l/s 13 12 90 l/s 10 30 l/s 75 l/s 50 l/s 35 l/s 15 14 40 l/s 80 l/s ong l,m d,m n ong l,m d,m n 1200 0.40 0.016 850 0.40 0.014 1000 0.32 0.016 900 0.24 0.014 800 0.24 0.020 920 0.20 0.016 1050 0.24 0.016 760 0.32 0.016 1600 0.28 0.015 660 0.18 0.015 820 0.20 0.015 620 0.16 0.015 520 0.20 0.016 10 11 12 13 14 15 680 0.16 0.015 440 0.20 0.014 40 l/s xát định lưu lượng nước chảy ống Bài giải Phương pháp giải Ta dung phương pháp hardy-cross để giải toán với tổn thất đưịng ống x = mQ tính theo h f Trình tự giải tốn Xác định vịng kín , ống nối khép kín vi thành vịng vịng kín ,ta chọn chiều quay làm chiều dương tổn thất cột áp hf ống chảy thuận chiều quay mang dấu dương ngượi lại Giả thiết lưu lượng ban đầu Qi phân bố ống ,Qi phải thoải mãn đk liên tục nút ,nghĩa tổng lưu lượng đến lưu lượng hiệu chỉnh lưu lượng vịng ta tính tổn thất ống hf ứng với Qi tương ứng giá trị hiệu chỉnh : ∆Q = − ∑h x∑ h Q f f igt lưu lượng ống vòng hiệu chỉnh theo nguyên tắc ông chảy thuận chiều quay Q i = Q igt + ∆Q ống chảy ngược chiều quay Q i = Q igt − ∆Q kiểm tra lại cách hiệu chỉnh lần Bài giải thức ta giả thiết lưu lượng ống sau 300 l/s chiều quay thuận chiều kim đồng hồ ,tổn thất cột áp tính theo công thức chezy công thức cột áp có hệ số sau: m= l i k 600 l/s 300 l/s 75 l/s 75 l/s 30 l/s 150 l/s 50 l/s 60 l/s 35 l/s 13 60 l/s 50 l/s 55 l/s 90 l/s 100 l/s 100 l/s 12 10 120 l/s x=2 ta tính hệ số m thu số liệu sau : 150 l/s 40 l/s 11 15 l/s 50 l/s 35 l/s 14 15 l/s 15 65 l/s 40 l/s 80 l/s