ĐỀ CƯƠNG THỦY lực đại CƯƠNG

Phương : tanα=2,6 y x F F = α là góc hợp bởi F với phương ngang PHẦN LÝ THUYẾT Câu 5: Nêu định nghĩa và viết PT mặt phẳng đẳng áp, trình bày tính chất của mặt phẳng đẳng áp?. Mặt đẳng á

ĐỀ CƯƠNG THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Bài 2: Đường ống thép có đường kính d= 0.4 m và chiều dài λ = 1 km được lắp đặt dưới áp suất

p=2.106 Pa và nhiệt độ �1=100 � Xác định áp suất của nước trong ống khi tăng nhiệt độ lên

�2=150� do nung nóng bên ngoài Cho biết �� =5∗10−10 ��−1; ��=155∗10−6 �−1

GIẢI:

Sự thay đổi nhiệt độ:

2 1 15 10 5o

dt t= − = − =t C

Thể tích đường ống :

2 3,14.0, 42

do

d

(

3

m

) Lượng tăng áp suất trong đường ống:

W

W (Wdo W)

d

d dp

β =

+

và

W

W

t do

d dt

β =

Do đó :

t

dt dp

dt

β

=

+

Thay các trị số ta được :

6

4

155.10 5

155.10 1550 (1 5.155.10 ).5.10

+

Áp suất trong đường ống sau khi tăng nhiệt độ :

1 2.10 1,55.10 3,55.10

p = +p dp= + =

Bài 10

a, Ta có:

Áp suất tại điểm I:

pI = p0dư + γnước.H

Lại có: pI =pb =γthủy ngân .h1=13,6.9810.0,2=26683,2(N/m2)

p0dư = pI – 9810.2=7063,2

b, Gọi O là trọng tâm tấm phẳng AB:

 OA=

1, 25 2

H a

m

+ =

Áp lực tác dụng lên tấm phẳng AB là:

 AB

P

= (γnước 2

H a+ +p0dư).(H+a).b = (9810.1,25+7063,2).2,5.1=48313,75 (N/m2)

Bài 11.

Ta có pA = γnước.h2 + γdầu.h1 + p0dư

 p0dư = pA – γnước h2 – γdầu.h1

Mặt khác pA = pC = γthuyngan.h3 = 13,6.9810.0,1=13341,6 (N/m2)

 p0dư = 13341,6 – 9810.0,5 – 7800.0,4=5316,6 (N/m2)

Bài 15 b, Áp lực của nước tác dụng lên mặt van:

F=γnước 2

h

.L.b=(γnước.L.sinα.b)/2=117720 (N) (h=L.sin30)

c, Xác định vị trí điểm đặt lực của nước lên van:

hD=

2

3

h

=

2 .sin 30

3

L

=

4 3 (m)

yD=

2

3

L

=

8

3

(m)

d, Để van cân bằng, ta có

∑

MO = 0

� cos30.P 2

L

= 3

F

.L

=> P =

90620,9( )

3 1 cos30

F

N

=

a,

Bài 16.

QA = v1.A1 = v2.A2 = 0,833 (m3/s)

 v1 =

2

0,833.4

.0, 2

π

=26,52(m/s)

 v2 =

2

0,833.4

.0,3

π

=11,78(m/s)

Áp dụng phương trình béc nu li cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2

Lấy α1 = α2 = 1

Do d1 và d2 đồng trục nên z1 = z2

 p2 = 1320 (N/m2)

Bài 20 V1 = ( )

3 2 2

1

.4 12.10 4

2,39( / ) 0, 08

Q

m s D

−

V2 = ( )

3 2 2

2

.4 12.10 4

6,11( / ) 0,05

Q

m s D

−

Áp dụng phương trình béc nu li cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2

với p2du = 0, z1=0 (m), z2=12 (m)

1

3

133530( )

671,19( )

1000.12.10 (6,12 2,39) 671,19 626,55( )

626,55( )

du

du

x

x

R Q V V P

ρ

−

= − =

Bài 21 Ta có: F1=p1.S1=11101,9 (N)

Q=S1.v1=S2.v2



1

2

0, 25.4

4,37( / ) 0, 27

0, 25.4

18,84( / ) 0,13

Q

S

Q

S

π π







Trên phương x: Rx = ρ.Q.v2 > 0

Trên phương y: ρ.Q.(-v1)=Ry+F1

=> Ry=ρ.Q.(-v1) - F1 < 0

Như vậy chiều Rx hướng ra trước

Fx hướng ra sau

Ry hướng xuống dưới, Fy hướng lên trên

Độ lớn Fx= 2

1000.0, 25.18,84 4710( )

x

1000.0, 25.4,37 11101,9 12194, 4( )

2 2 13072, 4( )

Phương : tanα=

2,6

y x

F

F =

(α là góc hợp bởi F với phương ngang) PHẦN LÝ THUYẾT

Câu 5: Nêu định nghĩa và viết PT mặt phẳng đẳng áp, trình bày tính chất của mặt phẳng đẳng áp?

Mặt đẳng áp là mặt phẳng có áp suất tại mọi điểm như nhau

Phương trình: Xdx+Ydy+Zdz=0

Tính chất:

Tính chất 1: Hai mặt đăng áp không thể nào cắt nhau (trái cmn t/c của áp suất: áp tại 1 điểm theo mọi phương là như nhau)

Tính chất 2: Áp lực tác dụng thẳng góc vào mặt đẳng áp

Câu 12: Thế nào là tổn thất đường dài, tổn thất cục bộ, cho ví dụ? Nêu phương pháp xác định tổn thất?

-Tốn thất đường dài: là tốn thất năng lượng trên một đoạn dòng chảy đều hoặc không đều thay

đổi dần

-Tổn thất cục bộ: là tổn thất năng lượng tại các vị trí đặc biệt như thay đổi đường kính ống, thay

đổi hướng chảy đột ngột

VD: cho đoạn ống ABC, đoạn AB vuông góc đoạn BC: tổn thất đường dài là tổn thất trên toàn

bộ doạn ABC, tổn thất cục bộ là tổn thất xảy ra ở tại B nơi đổi hướng chảy đột ngột

Cách xác định tổn thất:

h w = +

Trong đó:

- Tổn thất cục bộ là: dhc = ξ (mH2O)

- Tổn thất đường dài :

+ Theo Mainning: dhd = λ (mH2O)

+ Theo Hazen William: dhd = (mH2O)

Trong đó :

ξ là hệ số tổn thất cục bộ

λ = 64/Re là hệ số sức cản dọc đường, Re=Ud/v ( U là vận tốc, d là đường kính ống, v

la hệ số nhớt)

= 90 ÷ 140 là hệ phụ thuộc tình trạng ống

Câu 16: Dựa vào thí nghiệm của Reynolds hãy trình bày các tiêu chí để phân loại các trạng thái của dòng chảy.

Qua thí nghiệm thấy lưu tốc phân giới vk không những phụ thuộc loại chất lỏng mà còn phụ thuộc vào đường kính ống, do đó đưa ra đại lượng không thứ nguyên để phân biệt trạng thái chảy gọi là số Reynolds (Re)

ν : Hệ số nhớt động học

d: Đường kính ống

v: Lưu tốc trung bình mặt cắt

Trị số Reynolds tương ứng với trạng thái phân giới từ chảy tầng sang chảy rối, hoặc ngược lại từ chảy rối sang chảy tầng, gọi là trị số Reynolds phân giới Rek

+ Ứng với vkt ta có Rekt :

+ Ứng với vkd ta có Rekd:

Khi :

Re < Rekd => Trạng thái chảy tầng

Re > Rekt => Trạng thái chảy rối

Rekd < Re< Rekt => Có thể chảy tầng hay chảy rối nhưng thường là chảy rối, vì chảy tầng ít không ổn định

- Trong tính toán quy ước:

Re < 2320 => Trạng thái chảy tầng

Re > 2320 => Trạng thái chảy rối

+ Đối với kênh dẫn dùng bán kính thuỷ lực R để tính Re, ký hiệu là ReR :

Khi :

ReR < 580 => Trạng thái chảy tầng

ReR > 580 => Trạng thái chảy rối