BT thuy luc1 2020

BÀI TẬP THỦY LỰC I BÀI TẬP THUỶ TĨNH h A a b B Bài tập Xác định áp lực dư nước lên cửa van cống tháo nước có chiều cao a = m, chiều rộng b = 5m Biết chiều sâu mực nước trước cống h = (m) h A a H b B Bài tập Xác định áp lực dư nước lên cửa van cống tháo nước có chiều cao a = m, chiều rộng b = 5m Biết chiều sâu mực nước trước cống sau cống h = (m) H = (m) pd áp lực dư lên phẳng AB? Biết chiều rộng b = 4m, áp suất dư bề mặt thống pd = 0,2at dÇu hd 45° Bài tập 3: Cho phẳng AB, đặt nghiêng góc 45o, chứa đầy nước Biết hd = 3m, ho = 7m Tính h0 B N-íc b Bộ Mơn Cấp Nước a A BÀI TẬP THỦY LỰC I Bài tập Xác định áp lực nước lên cửa van cống tháo nước có chiều cao h = 1,5m, chiều rộng b = 5m Biết chiều sâu mực nước trước cống sau cống h1 = 4m h2 = 2m  = 9810N/m3 Bài tập Nắp hình chữ nhật kích thước ab = 0,50,6 (m2) dùng để đóng mở lỗ hở đáy bể Biết áp suất tuyệt đối mặt thoáng p0 = 1,1at, trọng lượng nắp G = 12 kN, h = 4m, nắp quay quanh trục A Tính áp lực chất lỏng lên AB Tính lực nâng T biết khoảng cách x = 0,4m? Bài tập Một ống có đường kính D = 400mm, gắn chặt với ống khác có đường kính d = 50mm Chiều cao cột nước h = 80 cm Trong ống có pít tơng (hình 1.28) Tính lực P2 cần thiết đặt vào vị trí A B để hệ thống vị trí cân Biết P = 98,1 N Bài tập Xác định áp lực nước tác dụng lên cửa van hình trụ (hình 1.50) dùng để chắn kênh hình chữa nhật, độ sâu trước van h = 4,2m Đường kính van d = 3m chiều rộng cửa van b = 5m Hạ lưu khơng có nước Bài tập Xác định tổng áp lực nước tác dụng lên cửa van AB có dạng ¼ hình trụ, đường sinh b = (m), bán kính cong cửa van R = (m) Độ sâu mực nước trước cửa van h = 2(m) h A O R B Bộ Môn Cấp Nước BÀI TẬP THỦY LỰC I BÀI TẬP PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI Bài tập : Xác định trạng thái chảy nước nhiệt độ t = 20oC chảy ống tròn d = 350 mm với lưu lượng Q = (l/s) Bài tập 2: Nước chảy ống tròn d = 350 mm với lưu lượng Q = l/s Trong điều kiện nhiệt độ nước 0oC trạng thái chảy ống nào? Bài tập 3: Xác định tổn thất lượng dòng chảy nước nhiệt độ t = oC chảy ống tròn d = 350 mm, dài L = 1000 m với lưu lượng Q = l/s Bài tập Một ống dẫn nước có đường kính d = 150mm, dài l = 1000m Đường ống có lưu lượng Q = 15 l/s, hệ số nhám Manning n = 0,012, dịng chảy khu sức cản bình phương Xác định tổn thất dòng chảy đường ống Bài tập Nước chảy vào khơng khí từ bể kín có áp suất thuyệt đối po = 1,2at theo đoạn ống ngắn nằm ngang có khóa K cột nước tác dụng không đổi H = 16m Đường kính ống d = 50mm D = 70mm Hệ số sức cản khoá K =4 điểm uốn B B = 0,4 Xác định lưu lượng chảy hệ thống (bỏ qua tổn thất dọc đường)? Bài tập Nước có lưu lượng Q = 20 l/s, chảy qua đoạn ống uốn cong 180 o đặt mặt phẳng nằm ngang Đường kính ống giảm dần từ d1 =75 mm đến d2 = 50 mm Áp suất cửa vào p1 = 2at Xác định áp suất dư điểm đầu đường ống nhỏ (p2), biết bỏ qua tổn thất Bộ Môn Cấp Nước v1 p d1 v2 p2 d2 BÀI TẬP THỦY LỰC I Bài tập Một vòi phun cứu hỏa đặt nằm ngang có đường kính giảm nhanh từ 10 cm Q đến cm Biết lưu lượng dòng chảy qua D vòi phun 32 l/s, tổn thất lượng qua phần thu hẹp dần đầu vòi phun: h c = 0,04 v2 d v1 F (v − v1 ) 2g Xác định lực áp suất điểm cuối đường ống lớn? Ví dụ 8: Một ống bê tông cốt thép, dẫn nước tự 1 p t chảy từ sông vào bể chứa, lưu lượng Q = m3/s Xác 2 d định cao trình mực nước v0 L bể chứa (2) Biết, chiều dài đường ống L = 100m, đường kính ống d = 400 mm, hệ số nhám Manning ống n = 0,011, dịng chảy khu sức cản bình phương Biết cao trình mực nước bể 1= 12 (m) Áp suất mặt thoáng trước đập pt = 1,1 at 1 2 d v0 L Bài tập 9: Một ống bê tông cốt thép, dẫn nước tự chảy từ sông vào bể chứa Biết, chiều dài đường ống L = 100m, đường kính ống d = 400 mm, dịng chảy khu sức cản bình phương, ống có hệ số nhámManning n = 0,011 Biết cao trình mực nước bể 1, 1 = 12 (m), 2 = (m) Đầu ống có lưới chắn rác hệ số tổn thất v= Xác định lưu lượng dịng chảy Q? Bộ Mơn Cấp Nước BÀI TẬP THỦY LỰC I H1 L2 d H2 A L1 d C B Bài tập 10 Dòng chảy từ bể A sang bể II qua đường ống có: L1 = 15 m; d1 = 10 cm L2 = m; d2 = 18 cm Dòng chảy khu sức cản bình phương, ống có hệ số nhám Manning n = 0,011 Mực nước hai bể H1 = 12 m, H2 = m Xác định lưu lượng dòng chảy ống? H B A K2 z C Bài tập 11 Tháo nước từ bể chứa khí ống có đường kính d, biết cột nước H = m, z = m, chiều dài đoạn ống LAB = 15 m LBC = 10 m Trên ống có khóa K2 nằm đoạn BC, với tổn thất cục k = 2, tổn thất điểm uốn B B = 1,2 Đường ống có hệ số nhám Manning n = 0,013, dịng chảy khu sức cản bình phương Vận tốc dịng chảy đo ống v = 3,4 m/s Tính đường kính ống d ống? Bài tập 12: Xác định áp suất dư sau máy bơm A chuyển lưu lượng Q = 30 (l/s), biết ống đẩy có đường kính d = 100mm, chiều dài L = 80m Dịng chảy khu sức cản bình Phương, hệ số nhám Manning n = 0,011 Tổn thất cục điểm uốn cong u = 0,7 +15m van pdA +5m A van v = 1,6 Bộ Môn Cấp Nước BÀI TẬP THỦY LỰC I BÀI TẬP DÒNG CHẢY QUA LỖ VÒI Bài tập Hệ thống gồm bể chứa, bể A cấp nước ổn định từ đường ống với lưu lượng q, từ bể A nước chảy vào bể B qua lỗ có đường kính d1 = 10 mm q hA Nước từ bể B chảy vào khơng khí qua lỗ có đường kính d2 = 15 mm Biết mực nước bể B hB = 27 cm Hệ QA thống làm việc ổn định hB Xác định độ cao mực nước hA bể A QB Bài tập Trên thành bể nước có lỗ vịi độ sâu H, đường kính lỗ, vịi dv = dL = 0,1 m; L = 0,6; µv = 0,8 Xác định độ sâu cột nước H tác dụng H bể chứa, biết hệ thống chảy ổn định độ chênh lưu lượng dịng chảy qua lỗ vòi Ql Q = l/s Qv Bài tập Cho bể chứa chảy ổn định thơng với Số liệu lỗ, vịi sau: Lỗ 1: d = 10 cm; Lỗ 2: d = 30 cm; H = m 2 Lỗ 3: d = 0,2m; Vòi 4: d = 0,2m; H = 2,5m 4 Tính lưu lượng chảy qua lỗ, vòi Bài tập Nước từ ngăn bình kín chảy xuống ngăn qua lỗ có đường kính d1 = 30 mm, sau chảy ngồi khơng khí qua lỗ trịn có đường kính d2 = 35 mm Ngăn có đặt áp kế, đo áp suất dư pd = 0,5 at Mực nước ngăn chảy ổn định đo h1 = m; h2 = m Xác định lưu lượng chảy qua lỗ Q? pd Q h1 h2 Q Bộ Môn Cấp Nước BÀI TẬP THỦY LỰC I Bài tập Bể chứa hình trụ có kích thước 1 = m2; 2 = m2; h1 = m, h2 = 3,2 m Đóng kín lỗ đáy, cấp nước ổn định vào bể lưu lượng q = 12 (l/s) Tính thời 2 gian cấp đầy? 1 Đầy bể, mở lỗ đáy Thời gian tháo cạn bể chứa T = 20phút 19giây Xác định diện tích lỗ  để tháo cạn? Bộ Mơn Cấp Nước  h2 h1 Q BÀI TẬP THỦY LỰC I BÀI TẬP DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG Cể P zA H ống đo áp L1 = 500m d = 150mm Q1 A Q2 Q Q3 zB L2 = 350m d = 150mm B L3 = 1000m d = 200mm Bài tập Hệ thống gồm đường ống nối song song với nhau, lưu lượng chảy vào hệ thống qua điểm A Q = 80 (l/s) Loại ống thường (n = 0,0125), dòng chảy khu sức cản bình phương Xác định lưu lượng chảy ống tổn thất cột nước hệ thống zA Q B= 15 l/s L 2= 400m d = 150mm Q2 Q1 C A Qv L = 300m d 1= 250mm L 3= 350m d = 200mm Q m zB Q2 Q4 B D L 4= 250m d = 125mm Q th = 15 l/s Bài tập Nước chảy từ tháp A độ cao 15 (m) sang điểm B, biết lưu lượng cần B = 15 (l/s) Hệ thống đường ống, kích thước đường ống hình vẽ, biết dịng chảy khu sức cản bình phương, loại ống có n = 0,011 Tính cột nước đo áp B: ZB? Nếu muốn tăng cột nước đo áp B lên 1m lưu lượng dịng chảy lấy B thay đổi nào? z A = +12,8m z D = +10,5m Q B = 12 l/s L1= 343m d1 = 200mm A L = 368m B Q C = 18 l/s d = 150mm L = 236m d3 = 100mm 0.0 D C Bài tập Xác định lưu lượng nước chảy khỏi bể chứa A D Nếu lưu lượng cần dùng điểm B C QB = 12 l/s QC = 18 l/s Bộ Môn Cấp Nước BÀI TẬP THỦY LỰC I Vẽ đường đo áp, biết loại ống thường, có hệ số nhám n = 0,0125, dòng chảy khu sức cản bình phương Mở rộng: Thay ống AB ống tháo nước liên tục, có lưu lượng tháo tổng cộng Qth1 = (l/s) Tính giá trị lưu lượng hệ thống đường ống? z A = +28,0m Q D =9 l/s L = 320m d4 = ? A L1 = 343m d1 = 200mm B L = 368m d2 = 150mm C L3 = 236m d = 100mm Q th1 = 20 l/s Z D = 16 m 0.0 D Q th2 = 12 l/s Bài tập Nước từ tháp chứa A dẫn đến điểm tiêu thụ qua hệ thống cấp nước (hình vẽ) Ở điểm cuối D lưu lượng cấp QD = l/s, ZD = 16m, loại ống bình thường có hệ số nhám n = 0,0125, dịng chảy khu sức cản bình phương Tính hệ số Mơ đuyn lưu lượng K4 ống số ? Bài tập Cho hệ thống đường ống dài, biết dòng chảy khu sức cản bình phương vận tốc, đường ống thường có n = 0,0125 Số liệu cho hình vẽ, giá trị K ứng với đường ống K1 = 341,1l/s, K2 =K3 = 158,4l/s, K4 = 53,72l/s Biết có QD = 10l/s Đường ống L3 song song với đường ống L2 Tính lưu lượng dịng chảy Q3 biết chiều dài L3 = 200m? Bộ Môn Cấp Nước BÀI TẬP THỦY LỰC I Bài tập Giữa nút A B có đường ống nối song song, biết lưu lượng A QA = 100l/s Dịng chảy khu sức cản bình phương, hệ số nhám đường ống n = 0,0125 Tính lưu lượng phân phối cho ống lưu lượng B Tính tổn thất cột nước A B Bài tập Bể chứa nước lớn A B nối với ống dài có chiều dài L = 50m; d = 50mm Chính ống có khóa C tháo nước Khi mở khóa C Hãy xác định lưu lượng cột nước đo áp hệ thống lưu lượng lấy qua C (l/s) Bộ Môn Cấp Nước 10 BÀI TẬP THỦY LỰC I BÀI TẬP DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH ĐỀU KHƠNG ÁP Bài tập 1: Cho kênh hình thang cân: b = 21,15m; i = 0,0004 Tính Q? h o = 2,35m; m = 2; n = 0,025, Bài tập Dịng chảy kênh mặt cắt hình thang cân có Q = 1,1 m3/s; m =1,25; n = 0,025; i = 0,0006 Hãy xác định b ho theo điều kiện có lợi thủy lực Bài tập 3: Xác định b ho kênh mặt cắt hình thang cân biết Q = 19,6 m3/s; n = 0,025; m = 1; i = 0,0007; v = 1,3 m/s Bài tập Dòng chảy kênh hình thang có i = 0,0009; m = 2; n = 0,02; ho = 2,5m Xác định lưu lượng dịng chảy kênh mặt cắt có lợi thuỷ lực Xác định mặt cắt kênh vận tốc dòng chảy kênh v = 0,95.Vmax Bài tập Xác định chiều rộng đáy kênh b, chiều sâu ho độ dốc đáy kênh i kênh hình thang có m = 2,0; mặt cắt kênh có lợi thuỷ lực Mái lịng kênh lát đá có hệ số nhám n = 0,035, lưu tốc cho phép v = 3,5 m/s; lưu lượng chuyển qua Q = 14 m3/s Bài tập Xác định lưu lượng Q, biết vận tốc dòng chảy kênh hình thang cân v = 1,5 m/s, có b = 1m, m = 2, n = 0,014, i = 0.0006 Bài tập Dòng chảy kênh hình thang cân có m = 1,5; n = 0,025; i = 0,0002; Q = 25 m3/s Xác định vận tốc lớn đạt kênh Với điều kiện cho thiết kế kênh dẫn với vận tốc v = 0,7m/s khơng? Vì sao? Bộ Mơn Cấp Nước 11 BÀI TẬP THỦY LỰC I PHỤ LỤC Phụ lục Thông số, đặc tính nước áp suất khí (1 at) Nhiệt độ Khối lượng riêng Trọng lượng riêng Hệ số nhớt động lực Hệ số nhớt động học (oC)  (kg/m3)  (N/m3)  (10-3 Ns/m)  (10-6 m2/s) 999,9 9809 1,792 1,792 1000,0 9810 1,519 1,56 10 999,7 9807 1,308 1,308 15 999,1 9792 1,140 1,141 20 998,2 9768 1,005 1,007 30 995,7 9768 0,801 0,804 40 992,2 9733 0,656 0,661 TT Phụ lục Đặc trưng hình học số hình phẳng (Trục y theo phương ngang, trục z theo phương thẳng đứng) TT Hình Diện tích Độ sâu trọng tâm Mơ men qn tính trung tâm  (m2) Zc (m) Ic (m4) a.b b.h (B + b)h TT Hình Diện tích  (m2) Bộ Mơn Cấp Nước k+ h 2 k+ h k+ B + 2b h B+b b.h 12 b.h 36 h (B2 + 4Bb + b ) 36(B + b) Độ sâu trọng Mơ men qn tính tâm trung tâm Zc (m) Ic (m4) 12 BÀI TẬP THỦY LỰC I d k+ d d 64 d k+ 2d 3 d 128 .a.b k+ a b.a 64 Phụ lục Bảng tra hệ số k dòng chảy khu sức cản bình phương 1 K = C R với C = R n  Hệ số K (l/s) (m2) Ống n = 0,011 Ống thường n = 0,0125 Ống bẩn n = 0,013 50 0,002 9,61 8,46 8,13 75 0,004 28,33 24,93 23,97 100 0,008 61,02 53,69 51,63 125 0,012 110,63 97,35 93,61 150 0,018 179,89 158,31 152,22 175 0,024 271,36 238,79 229,61 200 0,031 387,42 340,93 327,82 225 0,040 530,38 466,74 448,79 250 0,049 702,44 618,15 594,37 10 275 0,059 905,71 797,03 766,37 11 300 0,071 1142,25 1005,18 966,52 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 TT d (mm) Bộ Môn Cấp Nước 13 ... phương Xác định tổn thất dòng chảy đường ống Bài tập Nước chảy vào khơng khí từ bể kín có áp suất thuy? ??t đối po = 1,2at theo đoạn ống ngắn nằm ngang có khóa K cột nước tác dụng không đổi H = 16m