TÀI LIỆU BÀI TÂP THỦY LỰC

Trong điều kiện nhiệt độ nước ở 0oC thì trạng thái chảy trong ống như thế nào?. Xác định tổn thất dòng chảy trên đường ống4. Xác định lưu lượng dòng chảy trên đường ống... 4.7: Một ống

2.1 Xác định áp lực dư của nước lên cửa van của một cống tháo nước có chiều cao a

= 3 m, chiều rộng b = 5m Biết chiều sâu mực nước trước cống h = 2 (m)

h

a

A

2.2 Xác định áp lực dư của nước lên cửa van của một cống tháo nước có chiều cao a

= 3 m, chiều rộng b = 5m Biết chiều sâu mực nước trước cống và sau cống h = 2 (m)

và H = 2 (m)

2.3 Xác định tổng áp lực nước tác dụng lên cửa van AB có dạng ¼ hình trụ, đường

sinh b = 3 (m), bán kính cong cửa van R = 1 (m) Độ sâu mực nước trước cửa van h = 2(m)

R

h

O A

B

h

a

A

H

2.4 Cho một tấm phẳng AB, đặt nghiêng góc 45

o

, chứa nước đến B, phía trên lớp dầu với tỷ trọng dầu 

d = 0,8 Biết h

d = 3m, h

o = 7m Tính áp lực dư lên tấm phẳng AB? Biết chiều rộng b = 4m

2.5 Một cánh cửa tiết diện hình chữ nhật có:  = Lb = 31 (mm) và độ dày  = 10

cm, trọng lượng riêng của cánh cửa là  = 2,5 kN/m

3

Một đối trọng có trọng lượng G

= 6 kN Tính độ sâu h để cánh cửa cân bằng như hình vẽ Với  = 60o

2.6 Cho một mặt cong dạng hình cầu, đặt đắy bể, bán kính R = 1m, đặt ngập trong

nước độ sâu H = 5m

Xác định áp lực dư tác dụng lên mặt cầu?

B

A

h0

hd

dÇu

N-íc

a

b 45°

2.6 Cánh cửa cống AB dạng cung tròn, góc 60

o

, chiều rộng b = 6m Mực nước hồ chứa cao ngang điểm A, bán kính cung tròn R = 5m

Tính áp lực dư lên mặt cong AB?

2.7.1 Cánh cửa cống AB dạng cung tròn, góc 45

o

, chiều rộng b = 10m Mực nước H

= 4m, bán kính cung tròn R = 6m

Tính áp lực dư lên mặt cong AB?

A

O

B H

A

B

R

R

2.7.2 Cánh cửa cống AB dạng cung tròn, góc 45

o

, chiều rộng b = 10m Mực nước H

= 4m, bán kính cung tròn R = 6m Áp suất dư trên mặt thoáng bể chứa p

d = 0,2 at Tính áp lực dư lên mặt cong AB?

A R

B H

pdo

2.7.3 Cánh cửa cống AB dạng cung tròn, góc 45

o

, chiều rộng b = 10m Mực nước H

= 4m, bán kính cung tròn R = 6m Áp lực theo phương X là

P

x = 1000 kN

Tính áp lực dư lên mặt cong AB?

A

O

B H

2.7.4 Cánh cửa cống AB dạng cung tròn, góc 45

o

, chiều rộng b = 10m Mực nước H

= 4m, bán kính cung tròn R = 6m Mực nước bên kia cống dâng cao ngang điểm B Tính áp lực dư lên mặt cong AB?

A R

H

3.1 Vòi phun nước cứu hỏa có đường kính giảm từ D = 20mm đến d = 5 mm Tìm

lực tác dụng của vòi vào dòng nước, biết áp suất p

d = 200 kN/m

2

1

p

d

(1)

3.2 Đường ống dẫn nước đặt trên mặt phẳng nằm ngang có đường kính giảm từ d =

100mm Tìm lực tác dụng của dòng nước vào ống, biết áp suất tại trước chỗ uốn cong

p

d1 = 200 kN/m

2

, lưu lượng dòng chảy trong ống Q = 22 l/s

3.3 Nước có lưu lượng Q = 20 l/s,

chảy qua đoạn ống uốn cong 180 o đặt

trên mặt phẳng nằm ngang Đường

kính ống giảm dần từ d1 =75 mm đến

d2 = 50 mm Áp suất tại cửa vào p1 =

2at

Xác định phản lực R của đoạn ống

d1

v1

d2

v2

p

1

p2

v1 v2

F

Q

3.4 Một vòi phun cứu hỏa có đường kính giảm nhanh từ 10 cm đến 5 cm.Biết lưu

lượng dòng chảy qua vòi phun là 32 l/s, tổn thất năng lượng qua phần thu hẹp dần ở đầu vòi phun:

g 2

v v 04 , 0

h

2 1 2 c





Xác định lực giữ F để vòi phun cân bằng

3.5 Một dòng nước phun vào tấm

phẳng đặt nghiêng góc  = 60o, lưu

lượng của dong nước Q = 50 l/s, vận

tốc v1 = 20m/s Dòng nước tách làm 2

dòng có vận tốc v2 = v3 = 20m/s Tấm

chắn cố định, bỏ qua ma sát và trọng

lượng dòng tia

1 Xác định phản lực R của tấm chắn

tác động vào dòng tia

2 Tính lưu lượng dòng ra Q1 và Q2

3.6 Tia nước từ vòi phun có

đường kính d = 40mm với vận

tốc v phun ra theo phương

ngang Khi gặp bản phẳng đặt

vuông góc với nó, tia nước

phân làm 2 phần: Phần dọc

theo bản phẳng có lưu lượng

Q3, còn phần kia lệch góc  so

với phương ngang với lưu

lượng Q2 = 2Q3 Bỏ qua trọng

lượng khối chất lỏng và lực ma

sát Biết lực giữa P để tấm

chắn cân bằng P = 456 N

Tính lưu lượng dòng chảy ra

khỏi vòi phun

Bài 3.4

Q2v2 2

2

Q3

v3

Q1 v1

3

3 1

1

60o

Bài 3.5

Q1 v1

1 1

Q3 v

3

3

Q2

v2

2 2

3



Bài 5.6

P

4 1 : Xác định trạng thái chảy của nước ở nhiệt độ t = 20oC chảy trong một ống tròn

d = 350 mm với lưu lượng Q = 1 (l/s)

4 2: Nước chảy trong một ống tròn d = 350 mm với lưu lượng Q = 1 l/s Trong điều

kiện nhiệt độ nước ở 0oC thì trạng thái chảy trong ống như thế nào?

4 3: Xác định tổn thất năng lượng dòng chảy của nước ở nhiệt độ t = 0oC chảy trong một ống tròn d = 350 mm, dài L = 1000 m với lưu lượng Q = 1 l/s

4 4 Một ống dẫn nước có đường kính d = 150mm, dài l = 1000m Đường ống có lưu

lượng Q = 15 l/s, nhiệt độ nước t = 20oC ( = 0,0101 cm2/s), độ nhám tuyệt đối  = 1,35 mm Xác định tổn thất dòng chảy trên đường ống

4 5 Một ống dẫn nước có đường kính d = 150mm, dài l = 1000m Tổn thất do ̣c đường của đường ống là 10m cô ̣t nước, nhiệt độ nước t = 20oC ( = 0,0101 cm2/s), độ nhám tuyệt đối  = 1,35 mm Xác định lưu lượng dòng chảy trên đường ống

4 6: Một ống bằng bê tông cốt thép, dẫn nước tự chảy từ sông vào bể chứa, lưu

lượng Q = 1 m3/s Xác định cao trình mực nước ở bể chứa 2 (2)

Biết, chiều dài đường ống L = 45m, đường kính ống d = 800 mm, nước ở 20oC (

= 0,0101 cm2/s), độ nhám tuyệt đối của ống  = 1mm Biết cao trình mực nước bể 1

là 1 = 10 (m) Áp suất mặt thoáng trước đập pt = 1,1 at

d L

v0

1

2

p t

4.7: Một ống bằng bê tông cốt thép, dẫn nước tự chảy từ sông vào bể chứa

Biết, chiều dài đường ống L = 45m, đường kính ống d = 800 mm, nước ở 20oC ( = 0,0101 cm

2

/s), độ nhám tuyệt đối của ống  = 1mm Biết cao trình mực nước bể 1, 2

là 

1 = 12 (m), 

2 = 8 (m) Đầu ống có lưới chắn rác hệ số tổn thất 

v = 2

Xác định lưu lượng dòng chảy Q?

4 8 Tháo nước từ một bể chứa lớn bằng đường ống, có đường kính ống d = 10 cm,

dòng chảy trong ống ở trạng thái ổn định, chảy ở khu sức cản bình phương, với n = 0,013 Kích thước cho như hình vẽ Hệ số tổn thất cục bộ tại khủyu 

u = 1,7

Tính lưu lượng dòng chảy ra khỏi bể? Biết H = 10 m

L = 5m1

H

d

v2

u



d L

v0

1

2

4 9 Dòng chảy từ bể A sang bể II qua đường ống có: L

1 = 15 m; d

1 = 10 cm và L

2 =

8 m; d

2 = 18 cm Dòng chảy ở khu sức cản bình phương, ống có hệ số nhám Manning

là n = 0,011 Mực nước hai bể H

1 = 12 m, H

2 = 7 m

1 Xác định lưu lượng dòng chảy trong ống

2 Vẽ đường năng đường đo áp

L1 d 1

L2 d 2

H1

H2

4 10 Tháo nước từ bể chứa ra khí quyển bằng một ống có đường kính d, biết cột

nước H = 5 m, z = 3 m, chiều dài đoạn ống L

AB

= 15 m và L

BC

= 10 m Trên ống có

khóa K2 nằm giữa đoạn BC, với tổn thất cục bộ 

K

= 2, tổn thất tại điểm uốn B là 

B

= 1,2 Đường ống có độ nhám tuyệt đối  = 1,2 mm, nước ở nhiệt độ 20 oC Vận tốc dòng chảy đo được trên ống v = 3,4 m/s

Tính đường kính ống d và áp suất chân không lớn nhất trên ống?

H

z

K2

C

5 1 Hệ thống gồm 2 bể chứa, bể A ở trên được cấp nước ổn định từ một đường

ống với lưu lượng q, từ bể A nước chảy vào bể B qua lỗ có đường kính d

1

= 10

mm Nước từ bể B chảy vào không khí qua lỗ có đường kính d

2

= 15 mm Biết mực nước trong bể B là h

B

= 27 cm Hệ thống làm việc ổn định

1 Xác định độ cao mực nước h

A trong bể A

2 Với đường kính d

2

bằng bao nhiêu thì h

B

= ½ h

A

h B

h A

Q

Q

B A

q

5 2 Nước từ một bể chứa có cột nước h = 1,5m không đổi, trên thành bể chứa

có lỗ tháo nước có đường kính d = 9cm Xác định lưu lượng qua lỗ biết khi dòng chảy ổn định tia nước phun ra với khoảng cách x

max = 2,2m, hệ số lưu tốc

 = 0,85 và hệ số lưu lượng 

L = 0,6

y

x

xmax

Ho

h

v

5 3 Trên thành bể nước có 1 lỗ và 1 vòi ở cùng độ sâu H, đường kính của lỗ,

vòi là d

v = d

l = 0,1 m; 

l = 0,6; µ

v = 0,8 Xác định độ sâu cột nước tác dụng H trong bể chứa, biết khi hệ thống chảy ổn định thì độ chênh lưu lượng dòng chảy qua lỗ và vòi là Q = 7 l/s

H

5 4 Cho 2 bể chứa chảy ổn định thông với nhau Số liệu lỗ, vòi như sau:

Lỗ 1: d

1 = 10 cm;

Lỗ 2: d

2 = 30 cm; H

2 = 2 m

Lỗ 3: d

3 = 0,2m;

Vòi 4: d

4 = 0,2m; H

4 = 2,5m Tính lưu lượng chảy qua các lỗ, vòi

5 5 Nước từ ngăn trên của bình kín chảy xuống ngăn dưới qua lỗ 1 có đường kính d

1 = 30 mm, sau đó chảy ra ngoài không khí qua lỗ tròn 2 có đường kính d

2

= 35 mm Ngăn trên có đặt áp kế, đo được áp suất dư p

d

= 0,5 at Mực nước trong các ngăn khi chảy ổn định đo được h

1 = 2 m; h

2 = 3 m

Xác định lưu lượng chảy qua lỗ 2

h 1

h2

Q

pd

Q

5.6 một bể chứa nước được ngăn bởi 2 vách ngăn có các lỗ với diện tích 

1

= 0,4 dm

2

; 

2

= 0,85 dm

2

Ở ngăn cuối cùng có một lỗ diện tích 

3

= 0,5 dm

2

Trong đó H = 3 m, hệ số lưu lượng qua các lỗ bằng nhau  = 0,62

Xác định lưu lượng nước ra khỏi hệ thống khi hệ thống bể chảy ổn định

 1

H 1

 3

Q

const

Bµi 10.5

const

const

 2

5 7 Bể chứa hình trụ có kích thước 

1 = 5 m

2

; 

2 = 2 m

2

; h

1 = 2 m và h

2 = 3,2

m

1 Đóng kín lỗ đáy, cấp nước ổn đi ̣nh vào bể lưu lượng q = 12 (l/s) Tính thời gian cấp đầy?

2 Đầy bể, mở lỗ ở đáy Thời gian tháo cạn bể chứa T = 20phút 19giây Xác định diện tích lỗ  để tháo cạn?



1

2

h1

h2

Q



5 8 Bể chứa nước hình trụ tròn có diện tích đáy S = 3 m

2

Cao H

o = 4 m

Bể có 2 lỗ, một lỗ ở đáy và một lỗ ở thành bên (có độ sâu tâm lỗ H

1 = ½ H

o) Diện tích S

o của 2 lỗ bằng nhau Cần tháo cạn bể chứa này trong 5 phút thì diện tích lỗ S

o bằng bao nhiêu?

S

H0

H1

5 9: Xác định thời gain tháo cạn bể chứa hình trụ tròn đầy nước đặt nằm

ngang, có đường kính D = 2,4 m; dài L = 6 m Lỗ tháo nước có diện tích  = 1,76 dm

2

;  = 0,64

5 10 Bể chứa gồm 2 phần: phía trên hình trụ tròn có đường kính d = 2m, cao

H = 4m, phía dưới là nửa hình cầu có bán kính R = 1m

1 Đóng kín lỗ đáy, cấp nước ổn đi ̣nh vào bể lưu lượng q = 15 (l/s) Tính thời gian cấp đầy?

2 Đầy bể, mơ ̉ lỗ ở đáy có đường kính d

o=8cm Tính thời gian tháo cạn bể?

R

H

Q

d

6 1 Hệ thống gồm 3 đường ống nối song song với nhau, lưu lượng chảy vào

hệ thống qua điểm A là Q = 80 (l/s) Loại ống thường (n = 0,0125), dòng chảy ở khu sức cản bình phương Xác định lưu lượng chảy trong các ống và tổn thất cột nước trên hệ thống

H

Q

Q1

L = 500m1

d = 150mm1

Q2 L = 350m2

d = 150mm2

Q3

L = 1000m3

d = 200mm3

èng

®o

¸p

z

zB

A

6 2 Nước chảy từ tháp A ở độ cao 15 (m) sang điểm B, biết lưu lượng cần tại

B = 15 (l/s) Hệ thống đường ống, kích thước đường ống như hình vẽ, biết dòng chảy ở khu sức cản bình phương, loại ống sạch có n = 0,011

Q = 15 l/sth

zA

zB

L = 400m2

d = 150mm2

L = 300m1

d = 250mm1

L = 250m4

d = 125mm4

L = 350m3

d = 200mm3

D

B

Q = 15 l/sB

Qm

Q2

Q4

Q1

Qv

Q2

6 3 Xác định lưu lượng nước chảy ra khỏi bể chứa A và D Nếu lưu lượng cần

dùng tại các điểm B và C là Q

B = 12 l/s và Q

C = 18 l/s Vẽ đường đo áp, biết

đây là loại ống thường, có hệ số nhám n = 0,0125, dòng chảy ở khu sức cản bình phương

A

z = +12,8mA

D 0.0

L = 343m 1 d = 200mm 1

Q = 12 l/sB

L = 368m 2 d = 150mm 2 L = 236m 3 d = 100mm 3

Q = 18 l/sC

z = +10,5mD

6 4 Nước từ tháp chứa A dẫn đến các điểm tiêu thụ qua một hệ thống cấp nước

(hình vẽ) Ở điểm cuối D lưu lượng cấp Q

D

= 9 l/s, Z

thường có hệ số nhám n = 0,0125, dòng chảy ở khu sức cản bình phương Tính đường kính ống d

4 = ?

A

z = +28,0mA

Q =9 l/sD

D

0.0

L = 343m1 d = 200mm1

Q = 20 l/sth1

L = 368m 2 d = 150mm2

L = 236m 3 d = 100mm3

L = 320m4 d = ? 4

Z = 16 mD

Q = 12 l/sth2

6 5 Nước từ tháp chứa A dẫn đến các điểm tiêu thụ qua một hệ thống cấp nước

(hình vẽ) biết L1= 250m, d1 =200mm, L2 = 280m, d2 = 175mm, L3 = 320m, d3 = 125mm, L4 = 600m, d4 = 175mm Loại ống thường có hệ số nhám n = 0,0125, dòng chảy ở khu sức cản bình phương Tính cao trình nước tại D là zD = ?

A

z = +28,0mA

Q =10 l/sD

D

0.0

L 4 d 4

Z = ?D

Q = 12 l/sth2

Q = 8 l/sC

BẢNG TRA HỆ SỐ K DÒNG CHẢY KHU SỨC CẢN BÌNH PHƯƠNG

R C

1

R n

1

C 

(mm)



(m 2 )

Hệ số K (l/s)

ống sạch

n = 0,011

ống thường

n = 0,0125

ống bẩn

n = 0,013

12 325 0.083 1414.03 1244.35 1196.49

13 350 0.096 1723.00 1516.24 1457.92

14 375 0.110 2071.03 1822.51 1752.41

15 400 0.126 2459.97 2164.78 2081.52

7 1: Cho kênh hình thang cân: b = 21,15m; h

o = 2,35m; m = 2; n = 0,025,

i = 0,0004

Tính Q?

7 2 Dòng chảy đều trên kênh mặt cắt hình thang cân có Q = 1,1 m

3

/s; m

=1,25; n = 0,025; i = 0,0006

Hãy xác định b và h

o theo điều kiện có lợi nhất về thủy lực

7 3: Xác định b và h

o của kênh mặt cắt hình thang cân nếu biết Q = 19,6 m

3

/s;

n = 0,025; m = 1; i = 0,0007; v = 1,3 m/s

7 4: Tính độ sâu chảy đều h

o trên kênh dẫn hình thang cân có b = 1,2 (m); m = 1,25; n = 0,025; i = 0,0006; Q = 1,1 m

3

/s

7 5 Dòng chảy đều trong kênh hình thang có i = 0,0009; m = 2; n = 0,02; h

o = 2,5m

1 Xác định lưu lượng dòng chảy trong kênh khi mặt cắt có lợi nhất về thuỷ lực

2 Xác định mặt cắt kênh khi vận tốc dòng chảy trong kênh v = 0,95.v

max

7 6: Một dòng chảy đều trên kênh hình thang cân có lưu lượng Q = 45 (m

3

/s),

n = 0,013; b = 3 (m); m = 1

1 Xác định độ dốc đáy kênh i trong điều kiện mặt cắt có lợi nhất về thủy lực

2 Biết vận tốc cho phép không xói trên kênh [v

kx] = 1,0 m/s Đánh giá điều kiện ổn định của kênh trong trường hợp bất lợi nhất?

Nếu kênh không ổn định, thì độ dốc đáy kênh lớn nhất (i

max) để kênh ổn định bằng bao nhiêu?