Thủy lực học là ngành kĩ thuật nghiên cứu về các vấn đề mang tính thực dụng bao gồm: lưu trữ, vận chuyển, kiểm soát, đo đạc nước và các chất lỏng khác. Việc luyện tập các bài tập khác nhau sẽ giúp các em hệ thống kiến thức cũng như nâng khao khả năng giải bài tập, sau đây là tài liệu trình bày một số bài tập môn Thủy lực đại cương. Mời các em cùng tham khảo tài liệu. Link nguồn : https:www.ebookbkmt.com201910sachhuongdangiaibaitapthuyluc.htmlLink nguồn : https:www.ebookbkmt.com201910sachhuongdangiaibaitapthuyluc.html
đề tập môn thuỷ lực đại cương BàI Mở ĐầU -tính nhớt chất lỏng Một vật hình khối chữ nhật có khối lượng M trượt lớp dầu có hệ số nhớt động lực , mặt phẳng nằm ngang h M Dây căng Chiều dầy lớp dầu mỏng h; diện tích tiếp xúc khối với lớp dầu A Khi thả tự do, vật có khối lượng m kéo căng sợi dây làm cho vật có khối lượng M tăng tốc Bỏ qua trọng lượng dầu, ma sát puli sức cản Lớp dầu m không khí Xác định thay đổi vận tốc theo thời gian Tìm vận tốc cực đại khối có khối lỵng M m M h mg mgh ln ; Vmax (§S: t V μA μA mg μA h ) Thuỷ tĩnh học áP SUấT ThủY tĩnh Bài Xác định áp suất thuỷ tĩnh tuyệt đối áp suất dư pa theo đơn vị kG/m2 ,N/m2, at điểm A đáy bình hở chứa nước, biết chiều sâu mực nước bình h h = 2,0 m, trường hợp: 1) Mặt thoáng tiếp xúc với áp suất khí quyển; A (ĐS:ptđA=12000 kG/m2; pdA = 2000 kG/m2) 2) Bình chứa có nắp đậy kín áp suất chân không mặt thoáng pck = 0,05 atm (ĐS:ptđA= 11500 kG/m2; pdA = 1500 kG/m2) khí p0 Tìm áp suất thuỷ tĩnh dư điểm M mặt h1 thoáng bình kín n Cho biÕt: h1 = 1,0m; h2 = 1,5m; h3 = 0,5m h2 ( §S: pdM = 4300 kG/m2) pa h3 tn - Tìm chiều cao chân không hch áp suất khí p0 tuyệt đối điểm M (là điểm nối với hM chân không kế) ptM = 30 kN/m2 n M - Nếu độ sâu điểm M hM = 102 cm hck pa áp suất tuyệt đối mặt thoáng p0tđ bao nhiêu? ( ĐS: hch = 6,941 m; potđ = 20 kN/m2 ) Bài h Xác định độ chênh áp suất điểm A n n B ống dẫn nước bắng áp kế chữ U Hai ống A B đặt cao trình Cho tn biết chiều cao cột thuỷ ngân h = 0,2m ( §S: pAB = pB - pA = 24,72kN/m2) n A Bài B Xác định chiều cao cột thuỷ ngân h? Cho h biết: điểm A ống dẫn nước bên trái nằm n n cao điểm B ống dẫn nước bên phải 34cm độ chênh áp suất điểm A tn B cđa èng dÉn níc lµ 2,472.104N/m2 LÊy tn = 133416N/m3 ; n = 9810N/m3 (§S: h = 0,173m) A 34 cm B Bài Xác định độ chênh áp suất hai tâm ống 10cm d A B cđa hai èng dÉn níc nh h×nh vÏ n Cho biết, độ chênh theo phương thẳng đứng 65cm 35cm n hai tâm h = 20cm Các mực ngăn cách nước dầu ống đo áp chữ U 20cm biểu diễn hình vẽ Dầu có tû träng = 0,9 (§S: pBA = 0,021atm) A B Khí Bài Xác định áp suất tuyệt đối khí bình chứa p0 chiều cao cột nước H1 ống H3 bên phải số đọc áp kế thuỷ ngân bên n H1 trái H2 = 0,15m H3 = 0,8m pa Cho biÕt: n = 9810N/m3; tn = 133416N/m3 pa H2 ( §S: p0 = 7,16T/m2; H1 = 2,84m) (n) tn p1d Bài Xác định cao độ mực thuỷ ngân A 120cm p2d cho biết áp suất mặt thoáng bình 112cm (Dầu) chứa dầu (tỷ trọng = 0,8) p1d = 0,9atm, (Nước) bình chứa nước p2d = 1,86atm độ 106cm cao mực chất lỏng biểu diễn hình vẽ Thuỷ ngân (ĐS: ZA = 30,2cm) ZA = ? A Thủ tÜnh häc ¸P LùC ThđY tÜnh T¸C DơNG L£N THàNH PHẳNG Xác định độ lớn điểm đặt áp lực thuỷ tĩnh pa dư tác dụng lên cánh cống hình chữ nhật Cho h1 biết: h1 = 3,0m ; h2 = 2,0m; chiỊu réng c¸nh cèng B = 4,0m (pa) h2 (ĐS: P = 32T; điểm đặt D cách mặt nước 4,083m) Bài Xác định trị số điểm đặt áp lực dư nước tác dụng lên cửa van cống tháo nước hình chữ nhật có chiều cao h = m vµ chiỊu réng b = m Cho biÕt: ChiỊu sâu mực nước trước đập H1 = m; sau ®Ëp H2 = 1,5 m (§S: P = 27,5 T; điểm đặt D cách trọng tâm C 0,015m) Bài Xác định độ lớn điểm đặt áp lực thủy tĩnh dư tổng hợp dầu tác dụng lên phẳng OAB gồm hình chữ nhật hình tam giác cân dưới, cho d = 0,86 (Bên phải cửa van OAB hình chiếu cạnh cưa van) (§S: P = 5,759 T; zD = 2,306 m ; xD = 0,6 m) bµi Cưa van đồng chất AB, hình chữ nhật, có chiều pa rộng 1,2m, quay xung quanh khớp quay B Tính lực F thẳng đứng cần đặt vào trọng tâm cửa 1,5 m A van để giữ cho cân nh h×nh vÏ Cho (pa) 1,5 m biÕt, cưa van nặng 20000N Trong tính toán, lấy g = 10m/s2 (ĐS: F = 52000N ) 450 B Bµi Cưa van đồng chất AB, hình chữ nhật, có chiều rộng b = m, quay xung quanh khớp quay B, chắn nước hình vẽ Cho biết: Cửa van nỈng 15000 N; h1 = 1,5 m; h2 = 2,5 m; h3 = m Trong tÝnh A pa F h1 pa toán lấy g = 9,81m/s2 bỏ qua lực ma sát khớp quay B h2 h3 45 1) Vẽ định tính biểu đồ phân bố áp suất thđy tÜnh B d lªn 1m chiỊu réng cưa van 2) Tính lực F cần đặt vào cửa van để giữ cho cân hình vẽ (ĐS: F = 4,11 T) Bài Một cửa van chắn kênh dẫn nước đặt nghiêng góc 450 quay quanh trơc O biÕt chiỊu réng cưa van b = m ; T pa H1 = 3,5 m; H2 = 1,5 m; H3 = m Trong tÝnh toán, bỏ qua trọng O pa lượng cửa van lực ma sát khớp quay O C 1) Vẽ định tính biểu đồ phân bố áp suất thủy tĩnh dư lên cửa H3 H1 H2 van 45 2) Xác định trị số điểm đặt áp lực thủy tĩnh lên cửa van 3) Xác định lực T cần thiết phải đặt vào dây tời để mở cửa van (ĐS: Pd = 21,213 T; OD = 5,209 m ; T = 22,10 T) Bµi Cưa cèng thÐp ABC dïng để chắn nước hình vẽ, quay quanh trục lề A (A C nằm đường thẳng đứng) Các khoảng cách h = 7m, AC = 4m, BC = 3m BiÕt cöa cèng réng b =3m có trọng lượng G = 80kN, đặt điểm M cách AC bên trái a1 = 1m cao BC a2 = 2m Trong tÝnh to¸n, bá qua c¸c lùc ma s¸t 1) VÏ định tính biểu đồ phân bố áp suất thủy tĩnh dư lên bề mặt cửa cống ABC 2) Tính phản lực thành cống tác dụng vào cửa cống điểm C (ĐS: RC = 55,539 T) Bài Một cửa van hình tròn, quay xung quanh trục C pa h qua trọng tâm nó, chịu tác dụng nước cân nhờ lùc F Cho biÕt, ®êng kÝnh C d cđa van d = 4,5m, độ sâu đỉnh cửa van h = 1,5m Bỏ qua ma sát trục quay F 1) Xác định lực F để cửa van đóng hình vẽ 2) Nếu h = 3m , xác định lại lùc F (§S : F = 8,946 T) (n) pa Bài Xác định trị số điểm đặt ¸p lùc thđy tÜnh cđa hai lo¹i chÊt láng t¸c dụng lên ngăn hai bể chứa, dạng hình tam giác cân MNK (xem hình vẽ) có chiều cao h = 1,5 m đáy NK = m,; Chất lỏng bên trái nước có = 9,81 kN/m3, Chất lỏng bên phải gricerin có = 12,36 kN/m3 Chiều sâu mực nước thượng lưu H1 = m hạ lưu H2 = 2,5 m (§S: Pd = 46,575 kN ; ND = 0,485 m) Bài 10 Xác định trị số điểm đặt áp lực tổng hợp tác dụng p0 A lên thành phẳng hình vuông AB có cạnh H = m, với (pa) áp suất tuyệt đối mặt thoáng p0 = 0,85 atm, bên bể không khí với áp suất khí bình pa, H (n) phẳng hình chiếu cạnh cửa van Tấm phẳng H B (ĐS: Pd = 25 T; e = 2,083 m) Bài 11 áp suất dư không khí phía bề mặt chất Khí lỏng bình 40kPa ChÊt láng cã tû träng = 0,8 Cöa van hình chữ nhật có chiều rộng 1m 1,0m Xác định lực P cần đóng cửa van hình vẽ Bá Khíp quay =0,8 Cưa van qua lùc ma s¸t nÕu cã 3m ( §S: P = 95,316kN ) P Bài 12 Một bình chứa chất lỏng có thành bình hình chữ pa A nhật, đặt thẳng đứng, có kích thước 2m2m, chứa lớp dầu có mật độ d = 900kg/m3 với độ sâu 0,8m, nằm phía Phía lớp nước có (dầu, d) 0,8m E độ sâu 1,2m (n = 1000kg/m3) Tính độ lớn điểm đặt áp lực thuỷ tĩnh dư loại chất lỏng (nước, n) 1,2m tác dụng lên thành ®øng AB (§S: PAB = 36,73kN ; hD = 1,344m tính từ mặt thoáng tiếp xúc với áp suất khí quyển) B 13 Một cửa van phẳng hình chữ nhật, đặt thẳng đứng, pa quay theo chiỊu kim ®ång hå xung quanh trơc n»m ngang O, nhờ mố chặn hình vẽ Mực O nước hạ lu sau cưa van H2 =1,5m Hái: trơc quay O H1 pa X phải đặt cách đáy kênh (X = ?) để H2 cửa van bắt đầu tự động mở mực nước mố chặn thỵng lu tríc cưa van H1 3,0 m Bá qua lực ma sát (ĐS: X = 1,167m) Thuỷ tĩnh học áP LựC ThủY tĩnh TáC DụNG LÊN THàNH cong Bài HÃy vẽ mặt cắt ngang biểu diễn thể tích vật áp lực cho mặt cong biểu diễn hình vẽ hướng tác dụng thành phần lực thẳng đứng PZ : pa pa pa pa pa pa pa bµi Xác định độ lớn điểm đặt áp lực thuỷ tĩnh pa B tác dụng lên cửa van cung hình tròn Chiều sâu (pa) mực nước trước cửa van H = 4,0m; chiỊu dµi cưa = 600 van L = 8,0m; gãc = 600 A (§S: P = 67,55 T; = 18034') H bµi Một cửa van 1/4 hình trụ tròn tâm O1 nằm ngang pa chắn nước hình vẽ Bán kính cưa van O1 1m R = 3m; chiỊu dµi cưa van L = 4,0m R O 1) TÝnh ®é lín áp lực nước tác dụng lên cửa (pa) van (ĐS: P = 33,51 T) 2) Tính mô men O áp lực nước gây Trong tính toán, lấy g = 10m/s2 (ĐS: MO = 180000N.m) pa Bài T Cửa van nửa hình trụ tròn nằm ngang ngăn nước 1,5 m hình vẽ Cửa van có đường kính 1,2m, dài 1,0m Biết cửa van nặng 5000N hệ số ma sát cửa van đường dẫn khe van f = O 1,2 m 0,1 HÃy tính lực ban đầu T cần thiết để nâng cửa (Nước) van lên Trong tính toán, lấy g = 10m/s2 (ĐS: T = 1865N) Bài pa Khèi trơ cã b¸n kÝnh R = 2m, chiỊu réng b = m, n»m ngang, tùa trªn mét mặt phẳng nghiêng = 450 so với R mặt phẳng nằm ngang hình vẽ (Nước) 1) Vẽ định tính biểu đồ phân bố áp suất thủy tĩnh dư lên pa phần mặt cong khối trụ tiếp xúc với nước 2) Xác định độ lớn, phương chiều điểm đặt áp =45 lực thủy tĩnh lên khối trơ (§S: Pd = 39,167 T ; θ = 63,49º ) Bài Cửa van hình trụ tròn đường kính 3m chịu pa tác dụng nước hai phía hình vẽ HÃy xác định độ lớn, phương chiều điểm pa đặt D áp lực tổng hợp P nước tác 3m dụng lên 1,0m chiều rộng cửa van 1,5m (ĐS: P = 61,65kN/m; độ sâu D hD = 2,765m nằm phía mặt thoáng bên trái cửa van) Bài Cửa van hình trụ tròn dài 1,0m, bán kính R=2m, pa chắn nước, vị trí cân hình vẽ Đường kính BD nằm ngang Tiếp xúc hình trụ A 2m (Dầu) B D tường chắn không ma sát Xác định : (Nước) 1) Trọng lượng cửa van (ĐS: G = 132kN) C 2) Phản lực tường chắn (ĐS: N = 19,62kN) Tường chắn Bài pa Cánh cống cong 1/4 đường tròn có bán kính 2,0m, chiều rộng không đổi 4,0m quay xung quanh khớp quay O hình vẽ Đỉnh cống nằm (Nước) 5,0 m díi mùc níc 5,0m NÕu bá qua träng lỵng O/ cánh cống, hÃy tính lực R để đóng cánh 2m O cống Tính phản lực khớp quay O øng víi lùc (pa) R nµy Bá qua lùc ma sát có F ( ĐS: R = 52,57 T; RO = 48 T) Bài Người ta đóng cửa cống lấy nước cửa van hình bán cầu hình vẽ Biết R = 2,5m, H = 4,5m 1) Vẽ định tính biểu đồ phân bố áp suất thủy tĩnh dư đường viền đường tròn cửa cống tiếp xúc với nước 2) Xác định trị số, phương chiều điểm đặt áp lực thủy tĩnh dư tác dụng lên cửa van (ĐS: Pd = 94,22T; = 20,32) Bài 10 Đường hầm CED có dạng nửa trụ tròn, bán kính pa R = 2,0m, nằm đáy biển sâu H = 25m Giả thiết rằng: 1) Từ mặt thoáng đến mặt A-A có độ sâu h1 = h1 H 20m, trọng lượng riêng níc bĨn biÕn ®ỉi theo quy lt sau: =0(1+0,02 h ); đó: h1 A A E 0=104N/m3; h độ sâu từ mặt thoáng đến điểm xét R C 2) Từ mặt A-A đến đáy biển, trọng lượng riêng nước biển coi không đổi D Yêu cầu: a) Tính áp suất dư điểm C, D, E (§S: pdC = pdD = 2,53.105N/m2; pdE = 2,326.105N/m2) b) TÝnh ¸p lùc d cđa níc biĨn tác dụng lên 1,0m chiều dài đường hầm (ĐS: P = 9,479.105N; P hướng xuống qua tâm hình trụ) Bài 11 Người ta úp thẳng đứng thùng thép thành áp kế khí mỏng, rỗng, hình trụ hở đáy, ®êng kÝnh d=1,0m, cã khèi lỵng m = 90kg xng nước hình vẽ Phía trên, bên thùng không khí bị nén pa a pa D b đẳng nhiệt Phía dưới, bên thùng có treo khối kim loại, ngập chìm nước Khối kim loại có khối lượng riêng KL = 7840kg/m3 Cho dây treo biết thùng vị trí cân với a = 0,6m; b=3,0m Xác định số áp kế thể tích khối kim loại VKL (ĐS: pd = 0,192atm ; VKL = 0,207m3 ) 10 VKL LƯU Lượng Phương trình LIÊN TụC CủA DòNG CHảY MộT CHIềU D Nước chảy ống rẽ nhánh hình vẽ Đoạn BàI AB có đường kính d1 = 75mm, đoạn BC cã ®êng B A C kÝnh d2 = 100mm; vận tốc trung bình v2 = m/s Đoạn C ống CD có v3 = 1,5 m/s Đoạn ống CE cã d4 = 50 mm E BiÕt r»ng lu lỵng chảy đoạn CD lần lưu lượng chảy đoạn CE - Xác định lưu lượng vận tốc trung bình đoạn ống đường kính d3 đoạn ống CD Trong tính toán, bỏ qua tỉn thÊt cét níc (§S:Q1 = Q2 = 15,71 l/s; Q3 = 10,47 l/s; Q4 = 5,24 l/s; v1 = 3,556 m/s; v4 = 2,667 m/s; d3 = 94,3 mm) Cho biết phân bố lưu tốc đường ống có áp BàI có dạng parabol (như hình vẽ) theo hÖ thøc: r 2 u r u max 1 r0 1) Xác định lưu lượng Q theo umax r0 2) Xác định vận tốc trung bình mặt cắt V theo umax 3) Tính giá trị Q vµ V víi sè liƯu: r0 = 15 cm; umax = 2,5 m/s (§S: Q = 0,088 m3/s ; V = 1,25 m/s) Phương trình Bernoulli chưa xét đến trạng thái chảy Thiết bị đo lưu lượng Venturi lắp đường ống Biết độ chênh mực nước ống đo áp h = 20 cm, ®êng kÝnh h Q d1 èng d1 = 10 cm, đường kính chỗ co hẹp d2 = 5,6 cm Trong tÝnh to¸n, bá qua tỉn thÊt cét níc dọc đường tổn thất co hẹp dòng chảy - HÃy xác định lưu lượng nước chảy đường ống (ĐS: Q = 5,143 l/s) 11 d2 Bài ống Pi-tô thiết bị để đo lưu tốc điểm dòng chảy Trên trục ống dẫn nước nằm ngang, người ta đặt ống Pi-tô với vi áp kế umax thuỷ ngân Xác định lưu tốc cực đại trục n ống umax dòng chảy độ chênh mực h tn thuỷ ngân áp kế h = 18mm ( ĐS: umax = 2,11m/s) Bài Bỏ qua tổn thất cột nước, xác định đường kính đoạn èng thu hĐp d2 cho víi lu lỵng 0,4m Q = 8,8 l/s, níc ë chËu bÞ hót lªn trªn mét chiỊu cao H = 55cm Cho biÕt: d1 = 100mm; d1 Q p1d cột nước đo áp 0,4m ; c¸c èng n»m γ d2 pa H ngang (ĐS: d2 = 5cm) Bài Mực nước dâng lên ống Pitô đặt điểm cao dòng chất lỏng (pa) biểu diễn hình vẽ Xác định 3m lưu lượng súng phun góc súng phun phương ngang Bỏ qua 2cm 2m sức cản không khí luồng phun (§S: Q = 3,11 l/s ; cos = 0,7746 ; = 39,230) - Xác định lưu lượng nước chảy từ bể pa qua đường ống có đường kính không đổi d = 100mm, chiều dài L = 50m vào H khí Trên đường ống có đặt khoá L V nước, lỗ đặt thấp lỗ vào d K độ cao Z = 2,0m Cét níc H = 4,0m Z L1 ë bĨ giữ không đổi Cho (pa) Q biết: V = 0,5; K = 4,0; = 0,03 (§S: Q=18,8 l/s) - Vẽ đường đường đo áp cho đoạn ®êng èng Cho biÕt L1 = 30m 12 bµi Nước chảy từ bể qua đường ống có đường kính p0 không đổi d =100mm, chiều dài L = 90 m vào khí với lưu lượng Q = 12 (l/s) Trên đường ống có đặt khóa nước, lỗ đặt thấp lỗ H V vào ®é cao Z = m Cét níc H = m L1 L bể giữ không ®æi Cho biÕt : ξv = 0,5 ; d K1 ξK1 = ξK2 = ; L1 = 50 m; L2 = 20 m; λ = 0,025 L2 Z K2 1) Xác định áp suất tuyệt đối mặt thoáng bể L3 chứa p0 (ĐS: p0 = 59305,5 N/m2) (pa) 2) Tìm áp suất tuyệt đối trước sau Q khóa K2 (ĐS: psk = 97396,1 N/m2 ; ptk = 103232,2 N/m2) 1) Xác định lưu lượng nước chảy qua đường ống const có ®êng kÝnh kh«ng ®ỉi d = 5cm BiÕt r»ng, ®é sâu mực nước bể h = 0,97m giữ không pa h đổi ống có chiều dài L = 5,0m Cho biÕt: = 0,03; V = 0,5 Bá qua cét níc vËn tèc bĨ tÝnh toán ( ĐS: Q = 0,01m3/s) v d L 2) Tại mặt cắt đường ống có áp suất chân không 0,49.104N/m2? Tại mặt cắt có áp suất chân không cực đại? Tính giá trị (pa) áp suất chân không cực đại (ĐS: Mặt cắt có pck = 0,49.104N/m2 cách mặt cắt đường ống đoạn 2,473m; Tại mặt cắt vào đường ống có pck max = 104N/m2) 13 trạng thái chảy Bài tổn thất cột nước theo chiều dài ChÊt láng cã hƯ sè nhít ®éng häc , chun ®éng èng cã ®êng kÝnh kh«ng ®ỉi d, pa chiều dài l, tác dụng cột nước H H - LËp biĨu thøc tÝnh cét níc ph©n giíi Hpg ứng với chuyển đổi trạng thái từ chảy tầng sang pa v=0 d chảy rối - Tính Hpg víi = 2.10 v=0 m2/s; l = 1000m; d = 100mm LÊy sè Reynolds ph©n giíi Repg 2000; l Bá qua tỉn thÊt cơc bé l υ2 (§S: Hpg 64.103 2,61m ) g d Phương trình Bernoulli có xét đến trạng thái chảy Bài Dầu nặng chảy từ A đến B theo mét ®êng èng n»m ngang, cã ®êng kÝnh D = 15cm, chiều dài L = 900m áp suất dư A 11atm, B 0,35atm Hệ số nhớt ®éng häc = 4,13.10 4m2/s vµ mËt ®é = 918kg/m3 Chứng tỏ rằng, dòng chảy ống trạng thái chảy tầng Tính lưu lượng dầu ống (ĐS: Q = 38,05 l/s) Bài Người ta bơm dầu bôi trơn loại trung bình, có tỷ trọng = 0,860, qua đường ống nằm ngang, có chiều dài L = 300m, ®êng kÝnh D = 5cm, víi lu lượng Q = 1,2 l/s Độ chênh áp suất dư hai đầu ống đo p = 2,1.105Pa Chứng tỏ rằng, dòng chảy ống trạng thái chảy tầng Tính độ nhớt động lực dầu (ĐS: = 0,0895 Pa.s) Một máy bơm lấy níc tõ giÕng víi lu lỵng KH Q = 50 l/s Nước nhiệt độ 200C Xác định chiều cao lín nhÊt H1 max tÝnh tõ mỈt níc dÕn trơc máy bơm áp suất tuyệt đối trước máy (pa) H1 const bơm p2 = 0,3.105Pa Trên đường ống hút gang có đường kính d = 0,25m chiều dài L A = 50m, có đặt lưới chắn rác, khuỷu ngoặt êm khoá điều chỉnh Cho biÕt: ltv = 6; Kh = 2,4; K = 5; hệ số nhớt động học nước 200C là: 0,0101cm2/s; độ nhám tương đương = mm (ĐS: H1 max = 5,88m) 14 K L+V Bơm Bài Một máy bơm có công suất Q = 0,01m3/s hút nước từ giếng Giếng nối với hồ chứa ®êng èng gang cã ®êng kÝnh D = 150mm, chiÒu dài L = 100m; độ nhám = 1,0mm Tại miệng vào đường ống gang có đặt lưỡi chắn rác const pa - Xác định độ chệnh H - Vẽ đường năng, đường đo áp cho đường pa Bơm H const èng gang Cho biÕt: l + v = 6; nhiệt độ nước l + v 200C; ®é nhít ®éng häc cđa níc ë nhiƯt ®é 200C 0,0101cm2/s D (ĐS: H = 0,463m) R L - Xác định lưu lượng nước Q 150C, chuyển qua xi phông làm đường ống thép Cho biÕt, ®êng kÝnh cđa nã d = 50mm, chiỊu dài L = 10m; độ chênh mực nước hai bể H = 1,2m; điểm cao xi phông S nằm mực nước bể A đoạn h = 1,0m; khoảng cách từ mặt cắt vào đến đỉnh S xi-phông L1 = 3,0m; độ nhớt động học nước 0,0115cm2 /s; độ nhám =0,06mm; U = 0,45 (§S: Q = 3,7 l/s) S const pa U h H (A) pa const V R (B) - Vẽ đường năng, đường đo áp - Xác định mặt cắt ướt xi-phông có áp suất tuyệt đối nhỏ Xác định giá trị áp suất tuyệt đối nhỏ (ĐS: pSmin = 8473,5 kG/m2) 15 Bài Nước chảy từ hồ sông qua ống xi phông hình vẽ Xi phông làm ống gang có độ nhám tương a const đương = mm; chiều dài đoạn H ống L=(6+4+20) m; đường const kính d = 0,15 m Hệ số tổn thất cục Sụng lưới chắn rác l+v = 5; Mỗi vị trí uốn u = 0,8; Tại vị trí r = 1; H = m; a = m Hệ số nhớt động học nước 0,0101 cm2/s 1) X¸c nh lu lng qua xi phông (ĐS: Q = 41,94 l/s) 2) Tìm áp sut chân không ti mt ct sau chỗ uốn thứ theo chiều dßng chảy (ĐS: pck = 56781,1 N/m2) Bài Dầu có khối lượng riêng d = 940kg/m3, độ nhớt động học = 10-5m2/s, vận chuyển đường ống có đường kính không đổi d = 30cm, với lưu lượng Q = 0,2m3/s hình vẽ Các ống có chiều cao trung bình mố nhám = 1mm Chiều dài đường ống hút Lhút = 50m đường ống đẩy Lđẩy = 100m; pa 110 m (Dầu) pa R 100 m L = 150 m ; (B) d = 30 cm (Dầu) Đường ống đẩy V (A) Đường ống hút Bơm - Xác định công suất lý tưởng máy bơm phải cung cấp cho hệ thống để bơm dầu từ bể thấp sang bể cao Cho biết: công suất lý tưởng máy bơm xác định theo công thức: Nb = QHb ; ®ã Hb = H + hw hót + hw®Èy ; đó: H : độ chênh cao trình mặt thoáng gi÷a hai bĨ chøa; hwhót : tỉn thÊt cét níc đường ống hút; hwđẩy : tổn thất cột nước đường ống đẩy; (ĐS: Nb LT = 30,112kW) - Vẽ định tính đường E-E đường đo áp P-P 16 Bài Người ta bơm dầu nhiệt ®é 150C pa (15d = 5,16.10-6m/s2) lªn bån chøa C qua ZC = 54 m C 1800m èng thÐp cã ®é nh¸m = 1,8mm, ®êng kÝnh d = 40cm áp suất dư A pdA = 0,14at lưu lượng bơm Q = 197 l/s l = 1800 m d = 400 mm 1) TÝnh c«ng suÊt mà bơm cung cấp cho dòng dầu (ĐS: Nb = 65,88kW) 2) Tính áp suất dư B (ĐS: pdB = 3,484at) 3) Vẽ đường đo áp cho đoạn dòng chảy từ A Bơm đến C ZAB = 30 m Cho biÕt tû träng cđa dÇu d = 0,861 Bá qua A B c¸c tỉn thÊt cơc bé LÊy g = 10m/s2 Bài Để phát điện người ta lắp thân đập hệ thống ống dẫn hình vẽ Hệ thống gồm lưới chắn rác có L+V = 3, khãa cã ξK = 2,5 vµ mét tuabin ống dẫn có đường kính d = 1200mm, chiều dài l =50m, độ nhám = 1,6 mm Biết lưu lỵng thiÕt kÕ hƯ thèng Q = m3/s, mực nước thượng lưu hạ lưu ZTL = 75m, ZHL = 40m, hƯ sè nhít ®éng häc cđa níc υ = 0,0101 cm2/s Cho biÕt cao trình đặt tuabin thấp cao trình mực nước hạ lưu 1) Xác định công suất phát điện lý tưởng cđa tuabin NT = γnQHT (§S : NT = 1414,51 KW) 2) Vẽ định tÝnh đường vµ đường đo áp cho h thng ng ng 17 phương trình động lượng dòng chảy chiều Nước có lưu lượng Q = 20 l/s, chảy qua đoạn ống nằm ngang uốn cong 1800 Đường kính D1 ; Q èng gi¶m tõ D1 = 75mm xuèng D2 = 50mm áp suất dư mặt cắt trước đoạn uốn D2 cong p1d = 2at Bỏ qua tổn thất cột nước, xác Q định phản lực R đoạn ống cong (ĐS: R =1464N) Bài Cửa van mở phần đường hầm dẫn nước, Cửa van nằm ngang, với lưu lượng Q Mặt cắt ngang đường hầm hình chữ nhật, có chiỊu réng b, chiỊu cao a HƯ sè søc c¶n thủ lùc cơc bé a Q cưa van g©y van Xác định biểu thức tính áp lực dòng chảy tác dụng lên cửa van Tính sè víi: Q = 15m3/s ; a = 2m ; b = 2,5m ; van = 5,0 (§S: Rd/c = 112,5kN) cuối vòi chữa cháy, đường kính d1 = 75mm, có d2 đoạn ống ngắn hình nón cụt (vòi phun), phun nước vòi phun thẳng đứng từ lên, với lưu lượng Q = 7,0 l/s §é cao cét níc (cét níc vËn tèc) vòi h = 15m 1) Xác định áp suất dư mặt cắt vào vòi phun có d1 vòi chữa cháy đường kính d1 = 75mm đường kính d2 mặt cắt cuối vòi phun 2) Xác độ lớn chiều lực tác dụng dòng chảy lên đoạn vòi phun Trong tính toán, bỏ qua sức cản thuỷ lực, trọng lượng chất lỏng đoạn vòi phun sức cản không khí (ĐS: 1) p1d = 1,4872kG/cm2 ; d2 = 22,8cm ; 2) Rd/c = 535,53N, hướng từ lên trên) 18 Một lng níc n»m ngang cã tiÕt diƯn S, lu tèc v, va đập vào phẳng hình O vuông đồng chất, có cạnh a, quay không ma sát xung quanh trục nằm ngang O trùng với cạnh Q1 h v;S a Tấm nghiêng góc so với phương thẳng đứng Bỏ qua ma sát chất lỏng Q2 phẳng trọng lượng chất lỏng Tìm biểu thức góc theo khoảng cách thẳng đứng h từ lng tíi trơc quay O, träng lỵng G cđa tÊm, S, v, a, Tính giá trị với c¸c sè liƯu: S = 10cm2; v = 30m/s; h = 60cm; a = 90cm; G = 2400N (§S: sin α 19 ρ.S v h ; α 30 ) G a tính toán đường ống dài thuỷ lực Cho sơ đồ cấp nước nh h×nh vÏ: const pa ZD = ? 1800m - 200mm D (1) 1500m - 150mm 1200m - 250mm B¬m Z = 0,0 m (2) C B A Q B¬m AB cÊp níc cho hƯ thèng ®êng èng BD lu lượng Q = 87,4 l/s Cột nước đo áp B máy bơm tạo 90 m Xác định cao độ mực nước trì bĨ chøa D LÊy chung hƯ sè thủ lùc = 0,02 cho tất ống Coi đường ống ống dài thuỷ lực (ĐS: ZD = 44,37m) Bài Nước từ tháp chứa A chảy đến bể chứa C pa theo hệ thống đường ống với tổng lưu lượng Q = 48 l/s Cao trình mực níc cđa bĨ A chøa C lµ 14,5m ChiỊu dµi đặc trưng lưu lượng đường ống là: lAB = 20m, 14,5m KAB = 341,1 l/s ; lB1 = 615m, KB1 = 341,1 l/s ; lB2 = 510m, KB2 = 158,4 l/s ; lB3 = 436m, C KB3 = 53,72 l/s Xác định cao trình mực nước B cần thiết tháp chứa A lưu lượng qua đường ống B1, B2, B3 Trong tính toán, coi đường ống ống dài thuỷ lùc (§S: ZA = 19,124m ; QB1 = 28,3 l/s ; QB2 = 14,4 l/s ; QB3 = 5,3 l/s) 20 Cho sơ đồ cấp nước hình vÏ: const const po ZD=6,0m pa ZA=5,4m (D) (A) d1 = 250 mm F s2 = 574 1 = 0,025 B const pa ZE=0,0m s3 = 1165 (E) 1) ¸p suất tuyệt đối mặt bể D p0 = pa Van F đóng phần gây nên tỉn thÊt cét níc cơc bé lµ 1,0 m, lưu lượng nước ống BD QBD = 28 l/s Tính chiều dài ống AB Trị số sức cản (s) ghi hình vẽ lấy đơn vị s2/m5 (ĐS: lAB = 338 m) 2) Cũng với đề yêu cầu trên, với áp suất tuyệt đối mặt thoáng bể D p0 = 0,9pa (ĐS: lAB = 1182,4 m) Trong hệ thống ®êng èng cã c¸c ®êng pa èng nèi song song, chiỊu dµi cđa chóng lµ lA1B = 400m; lA2B = 300m; lBC = 500m; Đặc trưng lưu lượng đoạn đường ống A1B BC là: KA1B = 702 l/s; KBC = 1011 l/s HƯ sè ma s¸t thủ lực đoạn ống A2B = 0,03 Độ chênh mực nước đo áp điểm A C 18m Lưu lượng đơn vị A QBC q0 = 0,06 l/s.m Xác định đường kính (chưa B C q0 = 0,06 l/s.m quy chuẩn) đoạn đường ống tháo nước A2B lưu lượng đoạn đường ống BC QBC=150 l/s (ĐS: d = 200mm) pa Nước từ tháp (H) dẫn đến điểm tiêu ZH = 30m thụ qua hệ thống đường ống HA, AB, (H) BC, CD Trên đoạn AB BC lưu lượng ZD = ? Q CD cấp dạng tháo nước liên tục với lưu lượng đơn vị qAB B A qBC Chiều dài đặc trưng lưu lượng C q AB đường ống lHA = 22 m, KHA = 350 (l/s), q BC lAB = 340 m, KAB = 330 (l/s), lBC = 368m, KBC = 150 (l/s), lCD = 240m, KCD = 50 (l/s) 21 D Cho biết qAB=0,06(l/s.m), qBC=0,07(l/s.m), QCD=10(l/s) 1) Xác định cao trình cột nước đo áp D (ĐS: ZD = 3,39 m) 2) Vẽ định tính đường đo áp cho đoạn ống A-B-C-D 3) Nêu khác đường đo áp đoạn ống C-D đoạn ống A-B-C Cho hệ thống cấp nước hình vẽ Cao trình điểm B +1 m; Cao trình điểm C +0,0 m đầu C có lắp khóa K, níc th¸o tù const pa ZA = 17m qua đầu C vào môi trường khí const pa ZD = 12m quyÓn Cho biÕt: s1 = 10000 s2/m5; s2 = 45000 s2/m5 ; BC = 0,03 ; dBC = (A) s1 (D) s2 150 mm Trong tÝnh to¸n, bá qua c¸c tỉn thÊt cơc bé Khi khãa K më ZB = +1m hoµn toµn: K B C 1) Xác định chiều dài đoạn ống BC ZC = +0.0m ®Ĩ níc chun tõ B ®Õn D víi lu lỵng Q =6 (l/s) (ĐS: lBC = 2721,2 m) 2) Xác định chiều dài đoạn ống BC để nước dừng chảy đoạn ống BD (ĐS: lBC = 735,5 m) Chuyển động dòng chảy qua lỗ vòi mực nước không đổi Nước chảy vào bình với lưu lượng Q = 0,25 (l/s), sau chảy qua lỗ nhỏ đặt đáy có đường kính d1 = 10 mm môI trường khí Cũng với bình đó, lỗ nhỏ đặt đáy có đường kính d2 = 15 mm Xác định: 1) Cột nước H1 H2 ? const pa 2) Đường kính d2 để H2 = 0,5H1 ? const Cho biết dòng chảy qua lỗ co pa H1 H2 hẹp hoàn thiƯn (o = 0,62) §S: 1) H1 = 134,5cm; H2 = 26,6cm d1 d2 2) d2 = 11,9mm 3) Còng trả lời câu hỏi trên, xét trường hợp hai bình có nắp đậy kín áp suất chân không mặt thoáng bình giữ không đổi pck = 0,02 atm (§S: H1 = 154,3 cm; H2 = 46,5 cm; d2 = 12,4 mm) 22 Bµi 1) Nước chảy vào bình chứa với lưu lượng Q = 2,5 (l/s) Từ const bình chứa, nước chảy môi trường khí quyển, qua pa hai lỗ nhỏ có đường kính = 20 mm, lỗ đặt Ho thành bình thẳng đứng cách đáy đoạn e = 0,2 m lỗ e đặt đáy bình Xác định cột nước Ho bình Cho biết, dòng chảy qua lỗ co hẹp hoàn thiện (o = 0,62) (ĐS: Ho = 2,2 m) 2) Cũng trả lời câu hỏi trên, bình có nắp đậy kín áp suất chân không mặt thoáng giữ không đổi pck = 0,02 atm (ĐS: Ho = 2,4 m) Nước chảy vào bình chứa A với lưu lượng không đổi Q = 0,5 (l/s) Từ bể chứa A, nước chảy vào bể chứa nước B qua lỗ nhỏ có đường kính d1 = 15 mm Từ bể chứa B, qua lỗ nhỏ có đường kính d2 = 20 mm, nước chảy vào khí Cho biết, mức nước bình cố định pa 1) Xác định cột nước H2 độ chênh mùc níc H ? H 2) Víi ®êng kÝnh d2 để H2 = 0,5H1? pa H1 Cho biết dòng chảy qua lỗ co hẹp hoàn thiện d1 (§S: 1) H2 = 33,6cm; H = 106cm; 2) d2 = d1 = 15mm) H2 A d2 B pa HÃy thiết lập công thức tính lưu lượng tràn qua H đập tràn thành mỏng, cửa hình tam giác cân? 2g.tg H ) ( ĐS: Q 15 (pa) Từ bình kín, nước chảy qua lỗ thành mỏng vòi const hình trụ tròn gắn có đường kính d1 = d2 = 20mm Xác định áp suất dư (pod=?) bề mặt thoáng nước bình độ chênh lưu lượng lỗ vòi lµ Q = 0,7 l/s, cét níc H = 1,5m Cho biết dòng chảy qua lỗ vòi co hẹp hoàn thiện (ĐS: pod=47329 N/m2) 23 po H d2 d1 Nước từ ngăn bình kín chảy M xuống ngăn qua lỗ có đường khí kính d1 = 30mm sau chảy Q const pd1 h1 qua vòi hình trụ tròn gắn có d1 đường kính d2 = 20mm khì const pd2 Xác định lưu lượng qua vòi áp suất dư pd2 mặt nước ngăn dưới? Cho biÕt, h2 chØ sè cđa ¸p kÕ M = pd1 = 0,5atm; mùc níc h1 = 2m; h2 = 3m d2 (pa) (§S: Q = 3,11 l/s; pd2 = 0,443at) Bài Nước chảy vào bể phân thành hai Q0 buồng vách ngăn thành mỏng, với lưu pa const pa lượng Q0 = 37 l/s Các lỗ vách ngăn const đáy bể giống có đường kính d = 10cm Dòng chảy qua lỗ đáy bể vào d môi trường khí Xác định lưu lượng qua lỗ đáy bể? Cho biết dòng chảy qua lỗ co hẹp hoàn thiện (ĐS: d d 21,7 l/s; 15,3 l/s) Nước chảy vào bình chứa với lưu lượng Q0 pa không đổi Q0 = 80 l/s Bình chia làm const pa ngăn vách ngăn thành mỏng Trên const vách ngăn có lỗ nhỏ thành mỏng, đường kính d = 100mm Từ ngăn, d nước chảy môi trường khí quyển, qua hai vòi hình trụ tròn gắn ngoài, d đáy bể, có đường kính d = 100mm d 1) Xác định lưu lượng chảy qua vòi? 2) Đường kính vòi bên trái phải thay đổi lưu lượng qua vòi nhau? Cho biết dòng chảy qua lỗ vòi co hẹp hoàn thiƯn (§S: 1) 50 l/s; 30 l/s 2) 77 mm) 24 Nước chảy từ bình A sang bình B qua vòi lượn cong thu hẹp có đường kính mặt cắt d1 = 100mm có hệ số tổn thất = 0,08 Vòi pa pa H1 d1 nối với đoạn ống loe hình nón cụt H2 có đường kính mặt cắt d2 = 150mm Tổn thất cột nước ®o¹n èng loe: hL ξ L v1 v 2g d2 ; Khe hë ®ã v1 øng víi d1 ; v2 øng víi d2 ; L = 0,3 Khe hë ghÐp ®đ nhá ®Ĩ nước từ không rò không khí từ bên không bị hút vào vòi Xác ®Þnh cét níc H2 nÕu H1 = 2,5m? Chó ý rằng, khe hở, áp suất dòng chảy áp suất khí (ĐS: H2 = 1,64m) 10 Vòi gồm hai phần: pa - Vòi ngắn thu hẹp A cã ®êng kÝnh d = 100 mm, hƯ sè tổn thất = 0,06 H d - Đoạn ống loe h×nh nãn cơt B, hƯ sè tỉn thÊt L = 0,30 C A B nối kín với Tổn thất cột nước D C đoạn ống loe hình nón cụt B xác định theo công thøc: hL ξ L v1 v 2 2g (pa) ; v1 øng víi d1, v2 øng víi D 1) Xác định đường kính ống loe D cho lưu lượng tháo vòi lớn trì H = const (ĐS: D = 208mm) 2) Với đường kính D tìm câu 1, xác định cột nước giới hạn Hgh áp suất chân không mặt cắt C - C đạt đến giá trị cực đại pck max = 1,0atm (ĐS: H gh = 3,8m) 11 Xác định thời gian tháo hết bể chứa hình trụ tròn pa đầy nước, có đường kính D = 2,4m; dài L = 6,0m trêng hỵp: L 1) BĨ chøa dùng đứng, đáy có lỗ nhỏ, diện tích lỗ = 1,76dm2 2) Bể chứa nằm ngang, chỗ thấp có lỗ D nhỏ diện tích áp suất mặt nước bể luôn pa pa áp suất khí Cho biết dòng chảy qua lỗ co D hẹp hoàn thiện (ĐS: 1) T1=7 phút 38 giây;2) T2=10 phút 16 gi©y) 25 0 0 ... lượng cửa van lực ma sát khớp quay O C 1) Vẽ định tính biểu đồ phân bố áp suất thủy tĩnh dư lên cửa H3 H1 H2 van 45 2) Xác định trị số điểm đặt áp lực thủy tĩnh lên cửa van 3) Xác định lực T cần... tríc cưa van H1 3,0 m Bá qua lực ma sát (ĐS: X = 1,167m) Thuỷ tĩnh học áP LựC ThủY tĩnh TáC DụNG LÊN THàNH cong Bài HÃy vẽ mặt cắt ngang biểu diễn thể tích vật áp lực cho mặt cong biểu diễn hình... toán, bỏ qua lực ma sát 1) Vẽ định tính biểu đồ phân bố áp suất thủy tĩnh dư lên bề mặt cửa cống ABC 2) Tính phản lực thành cống tác dụng vào cửa cống điểm C (ĐS: RC = 55,539 T) Bài Một cửa van