Ôn tập

ÔN TẬP CUỐI KỲ THỦY LỰC I.THỦY TĨNH: Bài 1: (4 điểm) Một cánh cửa tiết diện chữ nhật có A = Lxb = x (m x m), độ dày  = 10cm; trọng lượng riêng cánh cửa là:  = 2.5 kN/m3 Cửa lắp với đáy lề D (xem hình vẽ) Có đối trọng có trọng lượng G = kN Cho  = 60o a) Vẽ biểu đồ phân bố áp suất thủy tĩnh lên cánh cửa ứng với mực nước h, ghi rõ giá trị áp suất lớn nhất, vị trí điểm đặt áp lực tổng b) Tính độ sâu h để cánh cửa cân hình vẽ Bài 2: ( điểm) Một cửa van AB hình chữ nhật có chiều dài a=2m chiều rộng (thẳng góc với trang giấy) b=1.5m, nghiêng góc α=450 dùng để chắn nước hình vẽ Độ sâu nước bể H=3m a Xác định áp suất dư nước A B, vẽ phân bố áp suất mặt AB b Xác định áp lực nước tác dụng lên cửa van c Xác định điểm đặt áp lực nước vẽ vector áp lực van Bài 3: ( điểm) Một cửa van phẳng hình chữ nhật có chiều rộng b= 3m; phía giữ dây cáp, phía nối với đáy cơng trình lề trục nằm ngang Độ sâu nước thượng lưu h1= 8m; a= 0,5m Xác định áp lực tâm áp lực tổng, lực căng dây cáp h2= 6m Bài 4: ( điểm) Một van hình chữ nhật cạnh OA=3m, có bề dài (thẳng góc với trang giấy) 2m dùng để chắn nước hình vẽ Van quay quanh trục O giữ cố định lực F A Biết độ sâu nước h=2m góc α=45 a)Vẽ biểu đồ phân bố áp suất mặt van OA b) Xác định áp lực nước tác dụng lên van OA c)Lực F tối thiểu phải để van không bị quay quanh O ? Bài 5: ( điểm) Một cửa van AB có bề rộng b=1m Trọng lượng G=2000N nhúng chìm nước Cửa van quay quanh khớp lề B tựa lên tường phẳng A Cho tỉ trọng chất lỏng bể I bể II 1 = 2 = 0.8 Hãy xác định: a Áp lực thủy tĩnh cột nước bể I, II tác dụng lên AB b Xác định phản lực F A Bài 6: ( điểm) Van ngăn nước gồm mặt hình chữ nhật AB BC, quay quanh lề B Bề rộng van (Chiều vng góc với mặt giấy) 10cm Chiều sâu mực nước h=1,2m Hãy tính: a) Áp lực nước tác dụng lên mặt AB BC van b) Với chiều sâu h này, van có tự mở không? Bài 7: ( điểm) Xác định lực P để mở cánh cống hình trịn có bán kính r= 0,4m Cho biết mặt phẳng cánh cống lập với phương ngang góc 450, lực P tác dụng vng góc với cánh tay địn cánh cống Trọng tâm C cánh cống độ sâu H= 12m Cho kích thước a= 0,5m; b=0,8m Trọng lượng cánh cống G=196N Trọng lượng riêng chất lỏng  n  9810 N / m Bài 8: ( điểm) Một nắp đậy hình vng cạnh a=0,6m lắp bình chứa nước hình vẽ Biết mực nước bình H=1m, áp suất dư bình p0  KN / m góc   300 a) Xác định áp suất dư A B Vẽ biểu đồ phân bố áp suất dư mặt AB b) Xác định cường độ điểm đặt áp lực nước tác dụng lên nắp AB Bài 9: ( điểm) Một thùng hình chữ nhật dài 100cm, rộng 50cm Xác định áp lực thủy tĩnh tác dụng lên BD AEFG Bài 10: ( điểm) Đập bê tông trọng lực thiết kế cho tỷ số mô men giữ mô men lật Xác định chiều rộng L đập biết h1= 15m; h2= 6m; H=16m; trọng lượng riêng bê tông   23, 544 kN / m , trọng lượng riêng nước  n  9810 N / m Bài 11: ( điểm) Tấm chắn hình chữ nhật dài 15m, chiều rộng vào mặt phẳng hình vẽ 6m Tấm chắn gắn với đáy lề B giữ nghiêng góc 60 vật nặng vắt qua ròng ròng đỉnh A Khi mực nước bể h=10m a) Xác định áp lực thủy tĩnh tác dụng lên chắn b) Để giữ chắn cân bằng, trọng lượng vật nặng tối thiểu N? Bài 12: ( điểm) Xác định trị số điểm đặt tâm áp lực dư nước tĩnh lên cánh cống hình chữ nhật đặt thẳng đứng có độ cao h=1m, rộng b=2m Cho mực nước thượng hạ lưu tương ứng h1=6m, h2=4m Bài 13: ( điểm) Xác định áp lực thủy tĩnh (trị số điểm đặt) tác dụng lên cánh cống phẳng hình chữ nhật CB Độ sâu nước thượng lưu h1= 3m, độ sâu hạ lưu h2= 1.5m Chiều rộng cánh cửa cống b= 1.5m, góc nghiêng cánh cống so với phương ngang   60 Bài 14: ( điểm) Một bình kín chứa nước khí Van AB hình chữ nhật với chiều cao AB=1.2m, chiểu rộng ( chiều vng góc với mặt giấy) b= 0,1m Với áp suất dư P0=5kPa, h=2m, tính: a) Áp lực F lưu chất bình tác dụng lên van AB b) Độ sâu x điểm đặt áp lực F tác dụng lên van Bài 15: ( điểm) Van AB thành bể nước có dạng hình trịn quay quanh lề B Với kích thước hình: h1  3,0m; h2  2,0m Hãy tính: a) Độ lớn áp lực nước tác dụng lên van b) Độ sâu điểm đặt áp lực ( tính từ mặt nước) Lực P cần thiêt để giữ cho van không bị mở Bài 16: ( điểm) Van hình chữ nhật với chiều rộng m lề H Hãy tính: a) Áp lực nước tác dụng lên van b) Lực F cần để giữ van Bài 17: ( điểm) Van phẳng ABE hình tam giác quay quanh trục nằm ngang qua A hình vẽ 1) Tính áp lực nước tác dụng lên van ( trị số điểm đặt) 2) Tính lực đẩy ngang F để giữ van đứng yên II.ĐỘNG LỰC HỌC LƯU CHẤT: Bài 1: (3 điểm) Một máy bơm có cơng suất 3KW lắp đặt hình vẽ Cột nước H giếng 10m, ống hút ống đẩy có đường kính d=5cm Lưu lượng bơm Q=12 lít/s Bỏ qua a) Xác định áp suất E vòi cột áp bơm b) Miệng ống đẩy cao mặt thoáng giếng đoạn z bao nhiêu? c) Cột nước h lớn mà tia nước bắn lên Bài 2: ( điểm) Xác định độ cao đặt bơm hB máy bơm ly tâm Cho biết độ cao chân không miệng bơm hCK= 4,5m Đường kính ống d= 150mm, độ dài ống hút l= 10m, lưu lượng Q= 16 (l/s) Giả thiết hệ số tổn thất van chiều lưới  V  , hệ số tổn thất chỗ uốn cong  C  0, Hệ số nhớt động chất lỏng   1,21 10 6 m / s Bài 4: ( điểm) Một máy bơm lắp vào đường ống để bơm nước từ bề chứa vào tháp nước hình vẽ Ống hút có đường kính D1  15cm dài L1  5m , ống đẩy có đường kính D2  10cm dài L2  100m Vịi nước cao H=15m mức nước bể cách mặt đất đoạn a=0,5m Xác định công suất máy bơm, biết lưu lượng Q=45 lít/s, hệ số nhớt động nước   10 6 m / s Xem ống trơn bỏ qua tổn thất cục Bài 5: ( điểm) Độ chênh mực thủy ngân ống chữ U nối đầu với cuối ống hút đầu ống đẩy h=30 cm Đường kính ống hút D1=10cm Đường kính ống đẩy D2=8cm Bỏ qua Biết lưu lượng Q=25lít/s, biết dầu thủy ngân có tỉ trọng lần lượt:  d  0.92 ;  Hg  13.6 Tính cơng suất hữu ích bơm Bài 6: ( điểm) Một máy bơm đưa nước từ bể A lên bể B (như hình vẽ) Tổn thất lượng dịng chảy từ A đến trước cửa vào máy bơm HA-1 =3.v12/2g, từ cửa máy bơm đến B H2-B = 20.v22/2g; với v1, v2 lưu tốc dòng qua ống dẫn D1 = 150mm; D2 =100mm Cho biết lưu lượng Q = 12L/s, trọng lượng riêng nước =9810N/m3 Hãy xác định: a) Cơng suất có ích máy bơm b) Cột nước áp suất Bài 7: ( điểm) Dịng khí phun qua vịi nằm ngang khí Áp suất bên ống đo ống đo áp chứa chất lỏng (1,6) Chiều cao h chất lỏng ống đo áp 70 cm Cho  k  12 N / m Bỏ qua mát lượng Hãy tính lưu lượng khí Bài 8: ( điểm) Tại điểm E bình chứa có độ sâu 10m nối với ống dài có miệng phun độ sâu 30m so với mặt nước bình chứa Ống có đường kính D= 75mm, đầu ống lắp vịi phun T có đường kính miệng phun d= 25mm Giả thiết bỏ qua tổn thất a Xác định vận tốc VT dòng nước khỏi vòi? b Xác định áp suất điểm E vòi Trọng lượng riêng nước  n  10055 N / m Bài 9: ( điểm) Tính lưu lượng chất lỏng chảy ống xi phơng có đường kính d=50mm, chiều dài l=30m, hệ số ma sát   0,03 , hệ số tổn thất cục cửa vào cửa ống  v   r  0,5 Cho biết đầu cuối ống đặt thấp thống chất lỏng khoảng H=5m ( hình vẽ) Tính áp suất điểm E ( điểm cao đặt cách mặt thoáng đoạn h=2m điểm chia ống thành hai phần nhau) Biết trọng lượng riêng chất lỏng   9810 N / m Bài 10: ( điểm) Một bơm dùng để chửa lửa có vịi đặt cách mặt thoáng bể nước đoạn H=8m Vận tốc tia nước khỏi vịi V=12m/s Vịi có đường kính d=2.5cm ống có đường kính D=10cm Biết hệ số tổn thất cục từ bể vào ống hút  v  0.5 , chỗ uốn cong  u  1,1 , vị trí thu hẹp miệng vòi  th  0,8 Tất hệ số tổn thất cục tính với vận tốc đường ống lớn đường kính D, riêng tổn thất cục vị trí thu hẹp tính với vận tốc khỏi vịi a Xác định lưu lượng qua máy bơm b Bỏ qua tổn thất dọc đường, xác định tổng tổn thất cục cho tồn dịng chảy c Xác định cơng suất máy bơm phải cung cấp cho dòng chảy Bài 11: ( điểm) Xác định độ cao đặt bơm H lớn độ cao chân không ống hút không vượt 16m để đảm bảo máy bơm làm việc an toàn với lưu lượng Q= 12 l/s Biết hệ số ma sát   0, 025 Hệ số tổn thất cục lưới  L  4,1 ,tại chỗ uốn cong  U  0, , đoạn ống từ A – B dài 1.5m, đoạn B – C dài 12m Đường kính ống d= 50mm, trọng lượng riêng nước  n  9810 N / m Bài 12: ( điểm) Xác định cột nước cần thiết máy bơm đẩy nước qua ống dẫn dài l= 70m (chiều dài ống hút ngắn), đường kính ống d= 100mm với lưu lượng Q= 50m3/h Cột áp mặt cắt cuối ống h= 14m Hệ số tổn thất cục tổng cộng   Hệ số nhớt động 6 nước   1,142.10 m / s Bài 13: ( điểm) Nước dẫn từ bể kín A ngồi khí trời qua đường ống nằm ngang gồm đoạn hình vẽ Các đoạn có chiều dài L1 =25m; L2 = 30m; đường kính d1 = 20 cm; d2 = 10cm; hệ số ma sát f1 = 0.0307; f2 = 0.0386 Trước sau chỗ co hẹp đường ống có gắn hai ống đo áp hở với chênh lệch mực nước h Độ sâu nước H = 2.5m áp suất mặt thoáng bể po =0.15 atm a) Xác định tổn thất đường ống b) Xác định lưu lượng Q chảy ống c) Tìm độ chênh mực nước h Bài 13: ( điểm) Ống xi phông hút nước từ sông A qua mặt đê B vào ruộng R Đường kính ống d= 25cm Điểm cao ống đặt đê cao mặt sông 2m, áp suất chân không điểm 0,4 atm Giả thiết tổn thất lượng ống khơng đáng kể Tính: a Lưu lượng nước chảy qua ống vào ruộng? b Tính tỉ vị năng, áp tỉ động điểm 1, 2, 3, 4? Bài 14: ( điểm) Hãy tính cơng suất bơm sơ đồ hệ thống hình Lưu lượng bơm 240m / h Tổng tổn thất cột áp đường ống h f  5m Nước từ đường ống phun khí Bài 15: ( điểm) Lưu lượng dịng khí bên ống trịn có đường kính D đo ống Pi-tô chứa dầu hình Biết D=20cm, h=6cm, khối lượng riêng khí 1,2kg / m , xem dịng khí lý tưởng khơng nén được, tính lưu lượng Q Bài 16: ( điểm) Chất lỏng (0,9) phun từ đường ống khí Hai ống đo áp gắn đường ống giá trị p1; p2 Các kích thước hình D=10cm; d=5cm, p2  30kpa , H=2.5m Bỏ qua tổn thất lượng Hãy tính: a) Áp suất p1 b) Vận tốc Vv Bài 17: ( điểm) Bơm nước từ giếng lên đẩy ngồi hình vẽ Bơm có cơng suất N=8KW Lưu lượng Q=50 lít/s Ống có đường đính D=0,1m Chọn mặt chuẩn mặt thống giếng a) Tìm lượng H B bơm cung cấp cho dòng chảy b) Tìm độ cao Z B bơm Biết tổng tổn thất lượng h f  2m nước Tìm độ cao Z A điểm A ống mà áp suất chân khơng khơng vượt q 3m III BÀI TOÁN KÊNH: Bài 1: (3 điểm) Cho mặt cắt kênh dẫn hình thang với độ rộng đáy kênh b= 15m, độ dốc mái kênh m= 1,5, độ dốc đáy i=0,0004, độ nhám thành kênh n= 0,02, lưu lượng tháo Q= 55 m 3/s Xác định độ sâu h mặt cắt kênh dẫn? Bài 2: ( điểm) Xác định kích thước mặt cắt kênh hình thang (b,h) cho β=b/h=5 Cho biết lưu lượng chảy kênh Q=19m3/s, hệ số mái dốc m=1, độ dốc đáy kênh i=0,0009 hệ số nhám n=0,025 Bài 3: ( điểm) Xác định lưu lượng Q lưu tốc trung bình V đường hầm dẫn nước hình tròn có đường kính d= 3m, độ sâu nước h= 2m, hệ số nhám n= 0,013, độ dốc đáy i= 0,0008 Bài 4: ( điểm) Xác định kích thước (b,h) kênh mặt cắt hình thang cho biết Q=70m 3/s; v=1,25m/s; hệ số mái dốc m=2; hệ số nhám n=0,0225; độ dốc đáy i=0,0004 Bài 5: ( điểm) Xác định độ sâu chảy ống dẫn bê tơng mặt cắt trịn có đường kính 1,4m, độ dốc đáy kênh i=0,0009, lưu lượng Q=1m3/s, hệ số nhám n=0,015 Bài 6: ( điểm) Xác định kích thước (b,h) kênh hình thang biết Q=12 m 3/s, m= 1,2; n= 0,0225; i= 0,0004 Tỉ số b/h= Bài 7: ( điểm) Một ống thoát nước bê tông (n= 0,013) hình trứng có độ dốc i= 0,0004, chiều cao H= 2m Xác định độ sâu h ống, lưu lượng tháo Q= 1,8(m 3/s) Bài 8: ( điểm) Xác định lưu lượng lưu tốc trung bình dịng chảy kênh dẫn hình thang , có số liệu sau: b  0,2m ; h  0,12m ; m  1,0 ; n  0,03 ; i  0,0005 Bài số 9: (3 điểm) Cho mặt cắt kênh dẫn hình thang với b= 10m, h= 3m, m= 1,25, i= 0,0003, n= 0,025 Xaùc định lưu lượng Q lưu tốc Vtb dòng kênh dẫn ( Áp dụng cho trường hợp hệ số Chezy C xác định theo công thức thực nghieäm Maning: C  16 R ) n Bài số 10: (3 điểm) Xác định kích thước (b,h) kênh hình thang để tháo lưu lượng Q=10 m 3/s, m= 1,25; n= 0,025; i= 0,00038 Tỉ số b/h= 4,2 Bài số 11: (3 điểm) Một kênh hình thang có đáy rộng 3m, hệ số mái dốc m=1,5m, độ dốc đáy kênh i=0,0015, hệ số nhám n=0,013 Nếu lưu lượng chảy kênh Q=7m3/s, xác định độ sâu mực nước kênh  ... điểm) Ống xi phông hút nước từ sông A qua mặt đê B vào ruộng R Đường kính ống d= 25cm Điểm cao ống đặt đê cao mặt sông 2m, áp suất chân không điểm 0,4 atm Giả thiết tổn thất lượng ống không đáng kể... phải cung cấp cho dịng chảy Bài 11: ( điểm) Xác định độ cao đặt bơm H lớn độ cao chân không ống hút không vượt 16m để đảm bảo máy bơm làm việc an toàn với lưu lượng Q= 12 l/s Biết hệ số ma sát... AEFG Bài 10: ( điểm) Đập bê tông trọng lực thiết kế cho tỷ số mô men giữ mô men lật Xác định chiều rộng L đập biết h1= 15m; h2= 6m; H=16m; trọng lượng riêng bê tông   23, 544 kN / m , trọng