Đề thi môn thủy lực - P2

Đây là đề thi trắc nghiệm môn Thủy Lực Đại Cương của trường ĐH xây dựng HÀ NỘI dành cho các bạn sinh viên chuyên ngành tham khảo.

Trang 1

Trờng ĐHKT Hà nội Đề thi môn Thuỷ lực đại cơng Bộ môn : Thuỷ lực Thời gian làm bài 90 phút

Đề số : A1 / TL ( HS không đ ợc dùng tài liệu- GV không giải thích gì thêm)

Lý thuyết (3 điểm)

Thiết lập phơng trình vi phân cơ bản của chất lỏng cân bằng (phơng trình ƠLe),

điều kiện cân bằng.

Bài toán (7 điểm)

Nớc từ ngăn 1 qua lỗ sang ngăn 2 của bể đặt trên cao và cấp xuống miệng phun nh hình vẽ Lỗ thông hai ngăn, chảy ngập có  = 0.049 m2, 0,65; cao trình mặt nớc ngăn đầu

mB 38

 Tuyến ống có áp có D =100 mm,03

 dài l = 150m, 2 chỗ uốn cong, mỗi chỗcó c 0.6 Cuối có miệng phun d = 50mm đặtđứng, miệng ở cao trìnhv 5m Tổn thất cục bộ tại miệng phun 

 (với v1 là lu tốc tại vòi phun, v là lu tốc trong ống) Yêu cầu: Tính độ cao lý thuyết phun đợc theo phơng đứng của dòng tia tại vòi (Z)?

Thành lập công thức tính áp suất thuỷ tĩnh và phơng trình mặt đẳng áp đối với chất lỏng trọng lực.

Bài toán (7điểm)

Một máy bơm nớc sạch tiêu hao công suất trên trục N= 31kw Hiệu suất của máy =81% Lu lợng Q = 26l/s, 1000kG/m3 Chiều cao đặt trục máy so với mực nớc trongbể hút ZB = 4m Tổng hệ số kháng ( bao gồm kháng dọc đờng và cục bộ) của ống hút h

=12, đờng kính ống hút và ống đảy bằng nhau Dh = Dđ =150 mm Yêu cầu tính:+ Cột áp toàn phần của máy bơm HB?

+ Độ chân không tối đa trong ống hút bằng bao nhiêu?

+ Trị số áp lực đo đợc tại áp kế lắp sát đầu ống đảy của máy bằng bao nhiêu? Biếtcao độ tâm mặt cắt đặt áp kế bằng độ cao ZB của trục máy bơm.

Thiết lập công thức tính áp suất thuỷ tĩnh tại một điểm và phơng trình mặt đẳng

áp của môi trờng chất lỏng tĩnh tơng đối có khối lợng riêng  (kg/m3), chuyển động thẳngvới gia tốc a không đổi.

Trang 2

Bài toán (7điểm )

Xác định trị số áp suất đo đợc tại áp kế M trong hệ thống đảy nớc bằng khí nén Nớc từ bể kín phía dới lên bể trên với lu lợng Q = 2 l/s Biết D = 25 mm, t =200c, 0,0101cm /2 s

 ,0,2mm, l =15m, H = 0,5m Hệ số kháng K 6; V 0,5; RA 1;

 ; Hệ số  trong các trạng thái tính nh sau:

Rối trơn: (1,8lg1,5)2

Rối nhám: 1 2lg1,14

Rối quá độ:

0    

Một tấm phẳng, đặt thẳng góc với trục của dòng tia tự do tách một phần lu lợng của dòng tia Q1 chảy dọc theo tấm; phần lu lợng còn lại bị lệch đi một góc  Chobiết vận tốc các dòng tia v = 30m/s Lu lợng tổng cộng Q= 36 l/s Lu lợng bị tách theo tấm phẳng Q1= 12 l/s Xác định lực tác dụng của dòng tia lên tấm phẳng và góc nghiêng của dòng tia  Bỏ qua trọng lợng của chất lỏng và lực ma sát trên tấm phẳng.

Thành lập công thức tính áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt cong chịu lực(trị số

và tâm áp)

Dòng chảy tầng trong máng hở mặt cắt chữ nhật có chiều rộng b, độ sâu nớc là h Lu tốc u trên mặt cắt ớt thay đổi theo quy luật:

uMAX trong đó uMAX là lu tốc lớn nhất trên mặt nớc; y là điểm có lu tốc u tính từ mặt nớc xuống (0  y h) Yêu cầu:

+ Biểu diễn lu tốc trung bình v theo u

Trang 3

Tính độ chênh mực nớc giữa 2 bể chứa cần thiết để dẫn qua lu lợng Q = 7,85l/s ốngđờng kính d= 150mm, dài l = 150m Độ nhám  =0,5 mm,

nhiệt độ của nớc t = 200C ( = 0.0101cm2/s) Chiều dày lớp mỏng chảy tầng tính theo công thức

 ; Hệ số  trong các trạng thái tính nh sau:



Thành lập phơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng lý tởng (phơng trình

Dới cột nớc H= 6m, ống xi phông phải chuyển qua một lợng nớc Q = 50 l/s , đờng kính ống d = 200mm Điểm nguy hiểm A nằm cao hơn mực nớc thợng lu h = 3m, chiều dài đoạn trớc điểm A là l1= 100m, đoạn sau điểm A dài l2 = 60m Đầu vào có van 1 chiều và lới chắn rác với L = 5, mỗi chỗ uốn cong có UC = 0,3, chỗ ra RA = 1

Xác định độ chân không lớn nhất trong xi phông và hệ số tổn thất cục bộ tại van (K) để thoả mãn điều kiện trên Hệ số  tính theo công thức 1/3

02,0

Trang 4

Thành lập phơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng lý tởng viết dới dạng phơng trình Gơ-rô-mê-cô (phơng trình dạng hình chiếu và dạng véc tơ)

ở cuối ống chảy có áp D= 600mm dẫn nớc vào tua bin của nhà máy thuỷ điện có một vòi đờng kính miệng ra d = 200 mm, tổn thất trong đoạn vòi thu hẹp tính theo công thức

 , trong đó v- vận tốc trong ống; v1- vận tốc tại miệng ra của vòi Chiều dài tổng cộng của tuyến dẫn L = 1300m Xác định lu lợng, công suất của luồng nớc và hiệu suất của ống khi cột nớc H = 250m.

Chỉ rõ mặt cắt K đặt ở độ sâu bao nhiêu để áp d tại đó bằng 0,25 at, biết chiều dài từ hồ đến đó L1 = 500m

Tổn thất cục bộ bỏ qua, độ nhám củaống  = 0,2mm, nớc chảy trong khu bình phơng sức cản, hệ số  xác định theo công thức: 1 2lg1,14

Thành lập phơng trình Béc-nui- y đối với chuyển động ổn định của chất lỏng lý

t-ởng trọng lực và chất lỏng lý tt-ởng chuyển động tơng đối.

Xác định áp suất (pd) trên mặt thoángcủa thùng tích năng lắp ở sát đầu đảy của máy bơm và áp lực bơm toàn phần của máy bơm (HB ) cấp nớc tự động

Biết Q=15l/s ống đảy có D=150mm, L =1200 m,  = 0,5 mm,  = 0,0101cm2/s, bỏ qua tổn thất cục bộ ống hút có D = 200 mm, Lh = 12m ,  =0,003, c 5

( tổng hệ số kháng cục bộ ) Cao trình mực nớc tại bể hútZB 3,5m, tại mặt n-ớc trong thùng tích áp là ZT 1,5 m Cốt đo áp tại A (điểm đầu mạng) là ZA 65 m trục máy bơm cốt 0,0m Chiều dày lớpmỏng chảy tầng

 Hệ số  của ống đảy trong từng trạng thái tính nh sau:

RD

Trang 5

Thành lập phơng trình Béc- nui-y đối với dòng nguyên tố chất lỏng lý tởng chuyển

động ổn định.

Nớc từ bể hở A có diện tích mặt thoáng  = 50m2, tháo ra kênh hở theo một xi phông Tính thời gian tháo nớc từH1 = 7m đến H2 = 3m và áp suất chân không lớn nhất tại đỉnh xi phông khi H2 =3m? Biết xi phông có 4 đoạn, D=

200mm,  =0,3 , CRÊPIN = 5 , UC = 0,5 , K = 6, L1= L2= L3= L4= 15 m, H3 = 4 m RA = 1.

Thành lập phơng trình Béc- nui-y đối với toàn dòng chất lỏng thực chuyển động

ổn định.

Bài toán (6điểm)

Một trục máy  = 15cm đợc giữ thẳng đứng trong ổ trục

dài l = 25cm Khe hở đồng trục không đổi t = 0,1mm chứa đầy

dầu với  = 125 centi poa-zơ Trục quay 240v/ph Tìm ngẫu lực

cản do ổ trục gây ra và công suất tiêu hao.

[1 centi poa-zơ = poa zo

10001

Trang 6

Một bình hình trụ hở cao 2m, đờng kính 1 m, chứa 1,5 m nớc Bình quay quanh trục thẳng đứng, tìm :

1-Vận tốc góc cố định  là bao nhiêu để nớc không tràn ra khỏi bình?

2-Tìm áp suất tại C và D ở đáy bình khi

Thành lập phơng trình cơ bản của dòng chảy đều.

Một áp kế vi sai gồm ống chữ U đờng kính d =5 mm nối 2 bình có đờng kính D =60 mm với nhau Máy đựng hai loại chất lỏng không hoà tan vào nhau, có trọng lợng riêng gần bằng nhau là rợu êtylen (

 của khí mà áp kế phải đo với độ dịch chuyển của mặt phân cách các chất lỏng (h) tính từ vị tríban đầu của nó (khi p =0) Xác định p khi h =

Chỉ rõ chỉ số của máy sẽ giảm xuống bao nhiêu lần với p cho trớc, nếu:

a) Trong máy không có các bình;b) Máy chỉ đựng một loại chất lỏng 1.

Thành lập công thức tổng quát Đacxi- tính tổn thất dọc đờng và Công thức Sêdi.

Thùng kín, chứa nớc có lỗ chữ nhật kích thớc DxL ở đáy Lỗ đợc đậy kín bằng một vật hình lăng trụ có đáy là nửa hình tròn đờng kính D Biết áp suất tuyệt đối trên mặt thoáng p0 = 49050 N/m2, L =5 m, D =1m Khối lăng trụ có trọng lợng G = 8000N.

Hỏi: 1- Với H bằng bao nhiêu thì vật đậy lỗ bị nổi?

Trang 7

2- Tính áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên vật với H=12m

Tuốc bin nhận lu lợng nớc Q1 dớicột nớc cao 700m, cuối tuyến dẫn có ápcó một đầu phun có đờng kính d =150mm Dòng phun thẳng góc vào gàu và đira khỏi gàu với góc  = 100 Bỏ qua tổnthất do ma sát trong ống, trong dòngphun và trên mặt gàu, biết v2 v1 v;

Q 

Xác định lực do dòng tia tác dụnglên gàu trong 2 trờng hợp:

+ Gàu đứng yên.

+ Gàu chuyển động với vận tốc

Xe chở nớc dài 3,6 m, cao 2,5 m Chiều cao nớc

trong xe khi đứng yên là 1,5m Xe lên dốc có = 300.1 Xác định gia tốc của xe để nớc không bị tràn ra

2 Tính áp lực nớc trên thành trớc và thành sau bồn chứa khi đó, biết chiều rộng bồn là 1,2 m.

Trờng ĐHKT Hà nội Đề thi môn Thuỷ lực đại cơng

Trang 8

Bộ môn : Thuỷ lực Thời gian làm bài 90 phút

Chứng minh công thức Boóc-đa tính tổn thất cục bộ của dòng chảy mở rộng đột ngột trong ống.

Dầu có  = 8829 N/m3,  = 0,5 cm2/s chứa đày trong một téc hình trụ có đờng kính D = 2m, chiều dài B = 4m có lỗ thông với khí ở trên và đợc tháo ra khí trời theo một ống có d = 150mm, dài l =30m và H= 2m Bỏ qua tổn thất cục bộ, biết trạng thái chảy củadầu là chảy tầng, tính thời gian tháo cạn téc.

Xác định thời gian làm ngang bằng mực nớc trong trờng hợp mực nớc thợng lu và hạ lu của hai bể hình lăng trụ đứng đều thay đổi Biết lỗ thông ở vách ngăn ở hai bể có diện tích , hệ số lu lợng là  Diện tích mặt thoáng 2 bể là 1, 2 là không đổi.

Bài toán (7 điểm)

Trang 9

Một cửa van phẳng chữ nhật chắn nớc, rộng b= 8m, đặt nghiêng = 300, có chiều cao H1= 2 m, H= 6 m, hạ lu không có nớc Cửa van trên cấu tạo bằng 5 tấm đặt theo ph-ơng ngang, mỗi tấm tỳ lên 1 dầm thép chữ I(đặt tại tâm áp của từng tấm), sao cho áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên các tấm là nh nhau.

Xác định chiều cao kích thớc từng tấm vàvị trí dầm chữ I đỡ các tấm

Tính toán dòng chảy ổn định qua vòi: Xác định lu lợng, độ chân không và ảnh hởng của độ chân không trong vòi

Xác định khoảng thời gian để mực nớc hai bể ngang nhau Các bể là hình trụ(có diện tích mặt nớc 1=20 m2, 2=16 m2) đợc nối vớinhau bằng ống ngắn thuỷ lực, dài l =10m, d =100mm, hai chỗ uốn cong UC =0,29, V

=0,5; RA = 1,  = 0,0419 Độ chênh mực nớc ban đầu H = 6m (vị trí miệng ống đặt thấp hơnmực nớc thấp nhất).

trờng ĐHKT Hà nội Đề thi môn Thuỷ lực đại cơng Bộ môn : Thuỷ lực Thời gian làm bài 90 phút

Tính toán thuỷ lực đờng ống nối tiếp, ống song song, ống tháo nớc liên tục.

Trang 10

Trình bày các bài toán về kênh hình thang.

Bài toán (7 điểm)

Một ống dẫn nớc đoạn đầu nằm ngang có D1 = 800 mm, sau uốn cong thành góc 450, và thu dần thành đờng kính D2 = 300mm để nối tiếp với đoạn ống khác Biết áp d tại mặt cắt 1-1 là pd =49050N/m2, lu l-ợng Q = 0,3m3/s.

Xác định lực tác dụng lên thành đoạn ống cong nói trên Trong tính toán bỏ qua tổn thất năng lợng và trọng lực của chất lỏng.

Tính toán thuỷ lực về đờng ống của máy bơm ly tâm.

Tính thời gian tháo cạn nớc ra khỏi bình hình nón tròn xoay có đỉnh quay xuống ới áp suất trên mặt nớc và tại cửa ra bằng áp suất khí quyển Bình cao h = 8 m, đờng kínhmặt nớc đỉnh trên cùng lúc ban đầu D = 12m, lỗ tháo nớc đặt tại đáy bình có  

d-0,015m2, hệ số lu lợng l 0,63.

Trang 11

Trình bày phơng pháp tính toán thuỷ lực kênh tròn và các bài toán về kênhtròn.

Một đờng ống dài 2L nối 2 bình hởcó độ chênh mực nớc là H Xác định độtăng lu lợng của hệ thống khi ta nối thêm từgiữa đoạn ống ban đầu một nhánh songsong dài L bằng ống có đờng kính và vậtliệu nh tuyến đã có Bài toán xét cho 2 trờnghợp dòng chảy là chảy tầng

 và chảyrối nhám ( 0,102/3

 ) Bỏ qua các tổn thấtcục bộ.

Thiết lập công thức tính áp suất thuỷ tĩnh tại một điểm và phơng trình mặt đẳng ápcủa môi trờng chất lỏng có khối lợng riêng (kg/m3), chứa trong thùng, thùng chuyểnđộng quay quanh trục thẳng đứng với vận tốc góc  không đổi.

Bài tập (6 điểm)

Tính thể tích nớc chảy qua một cống chữ nhật rộng b = 1,5m , cao a = 1,2 m sau một thời gian kể từ khi cống đóng kín đến khicống đợc mở hoàn toàn Biết cửa cống đợc kéo lên với vận tốc v = 3 mm/s và độ sâu H =6m, hệ số lu lợng  = 0,6 = const.

Trang 12

Trình bày tích phân Béc- nu- ly giải phơng trình vi phân chuyển động của chấtlỏng lý tởng Gơ-rô- mê- cô và điều kiện áp dụng

Bài tập (7 điểm)

Nớc chảy từ A qua bể 2 ngăn tới điểm B Hệ thống chảy ổn định với lu lợng Q = 15l/s Biết áp d tại M1 là p1 = 166,77 kN/m2, D1 = 150mm, D2 = 125mm, L1= 200m, L2 = 150m, = 0,03, bỏ qua tổn thất cục bộ trong 2 ống Lỗ chảy ngập có d = 200mm, hệ số lu lợng  = 0,61 Độ chênh mực nớc 2 ngăn H = 1m Ngăn 1 hở, mặt thoáng có áp suất bằng áp suất khí trời, ngăn 2 kín có áp trên mặt thoáng là p Yêu cầu:

1- Tính áp suất trên mặt thoáng ngăn 2.2- Tính áp suất tại đồng hồ M2.

Cao trình mặt nớc trong các ngăn nh trên hình vẽ.

ph-+ Tính mô men của ngẫu lực, cho biết cửa cống cao 2m; rộng 3m.

Lý thuyết (3 điểm)Bài tập (7 điểm)

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	251,5 KB