Bài 5-27. ở cuối ống phun nước của bcfm chống cháy có m ột vòi thu hẹp, với đường kính của m ặt cắt ra d = 40,0mm , hệ số sức cản ậ = 0,1; hệ số co hẹp s = 0,85.
Xác định: lưu lượng dòng nuớc phun ra và lực của luồng nước ra khỏi vòi tác dụng vào tưòfng đặt thẳng góc và nghiêng 45°, nếu áp suất của nước tại m ặt cắt vào của vòi là
= 2 0,0 0ữ/.
Đ áp số: PgQ° = 3S00N ; P45° = 2685N ; Q = 230m^íh.
Bài 5-28. Trong tuốcbin nước xung kích kiểu gáo, luồng nước có đường km h d = 50mm và lưu tốc V = lOmJs đập vào gáo với góc ra p = 10°. H ệ số sức cản của gáo - biểu thị tổn thất cột nước khi dòng nước đi trong gáo ứng với lưu tốc tưcmg đối ở chỗ ra - ^ = 0,2.
Xác định lực tác dụng của luổng nước lên gáo đật cố định và khi gáo dịch chuyển tịnh tiến với tốc độ không đổi u = 35m^s.
Đ áp số: Pi = 18,25kN
= 4,56kN Bài 5-28
Bai 5-29. M ột van an toàn có đường kính d = 25m m tháo lull lượng dầu Q = IO//5 dưới áp suất = 32at. Khi đó, độ mở cửa van là s = 5mm.
Bỏ qua tổn thất cột nước ở khe van, xác định phương của luổng nước chảy ra khỏi van (góc a ) nếu biết rằng áp suất lúc ban đầu m ở cửa van là = 25at và độ cứng của lò xo c — ì9,62N /m m .
C hỉ dẫn: 1) Lực tác dụng của lò xo lên van dang đóng Tld'
Vk
lúc đầu là: p„ =
Với độ mở s, lực tác dụng của lò xo sẽ là;
p, = p„ + cs.
2) Để xác định góc a , ta tạm coi chất lòng không có trọng lượng và biểu thị gần đúng lưu lốc của luồng dầu ra
theo công thức: Bài 5-29
tr o n g đ ó : V là lư u tố c tro n g c ử a v an.
7td‘
( P - P o ) - ^ - - C S
Đ áp số'. COS a = — + V
pQV| V,
a = 76°
B ài 5-30. Nước được dẫn đến bánh xe của tuốcbin gáo xung kích từ hai vòi có lỗ ra d(, = 120mm nối vứi chạc ba bằng các khuỷu có đường kính D2 = 215m m . Đưcmg kính vào của chạc ba D| = 400mm.
Xác định lực dòng nước tác dụng lên chạc ba (R |), vào khuỷu trên (R2) và khuỷu dưới (R3), khi áp suất dưới chạc ba = 50at. Bỏ qua trọng lượng nước và sức cản thủy lực.
Hộ số co hẹp của luồng chảv chò ra khỏi vòi e =
■0J
= 0,8. Đ áp số: R | = 1 1 5 M N ; R2 = 317,0Ấ:iV ; R3 = 293,5kN
Bài 5-30 B ài 5-31
B ài 5-31. Sau khi qua bánh xe công tác của tuốcbin, dòng nước (Q = 5,5m^/s) thoát xuống hạ lưu theo m ột ống hút thẳng đứng, thành m ỏng, hình loe, có các đường kính d = lOOOmm D = 2000m m và chiểu dài L = 4000m m (hệ số tổn thất trong ống loe ệ I = 0 ,2 5 ). M ặt cắt vào của ống loe nằm cao hcfn mực nước hạ lưu H = 3 ,Om. X ác định lực dòng nước tác dụng vào ống theo phưong dọc trục.
C h ỉ dẫn: Khi giải bài toán, ta coi rằng:
Á p suất tại m ặt cắt ra của ống loe bằng áp suất thủy tĩnh củả chất lỏng đứng yên xung quanh, và cột nước lưu tốc của dòng chảy ra khỏi ống bị triệt tiêu hoàn toàn .
2. ở phần m ặt ngoài của ống ngập vào nước, áp suất phân bố theo quy luật của áp suất thủy tĩnh.
Đ áp số: R = p Q(V| - Vj) - Pckíù + G = 34,93kN .
trong đó: - áp suất chân không tại m ặt cắt vào ống loe;
(ũ - diện tích m ặt cắt vào ống loe;
G - trọng lượng phần nước trong ống ở trê n mực nước hạ lưu.
B ài 5-32, X ác định lực tổng cộng của dòng nước tác dụng lên trụ neo của đoạn
ống dẫn AC của nhà m áy thủy điện giữa hai khớp nối co dãn
phương từ nằm nghiêng ( a = 45*^) đến nằm ngang, với đường kính không đổi d = 2500A?ỉm. Lưu lượng nước Q = 15 m^/s, áp suất đầu đoạn ống = 5at. K hông tính tổn thất côt nước.
Trụ trung giari
Trụ néo
Bài 5-32
Dọc trên chiều dài L = 260/77 giữa mặt cắt A vã B có một loạt các trụ trung gian chịu các lực thẳng góc với trục ống; trên đoạn này chỉ có thành phần của trọng lượng nước theo phưcfng dọc trục ống tham gia v'ào lực tác dụng lên trụ neo. Trên đoạn BC (1 = 20m ), toàn bộ trọng lượng nước tham gia vào lực đó.
C h ỉ dẩn: p =
Pneana = ( p Qv + Pi 03 )COSa - (pQv - P2 CD ) + G sin 2a
ngang A13 2
Pđứng = ( p Qv + P| CO ) s i n a + G ^ B s i n 'a + Gqc tr o n g đ ó : P |, P2 - á p s u ấ t d ư ở m ặ t c ắ t A v à m ạ t c ắ t c.
(0, V - diện tích mặt cắt ngang cùa ống v à lưu tốc trong ống.
Gab - Gqc - trọ n g lư ợ n g nướ c tro n g đ o ạ n AB, BC.
Đ áp s ố : p = 1 1080Ấ:N
B ài 5-33. Một súng bắn nước có đường kính D | = 250m m và vòi d = ỈOOmm, làm việc dưới áp suất = I2at khi nòng súng nằm ngang. Xác định lực tác dụng lên:
- bản lề ngang ( I );
- chỗ nòng súng nối với khuỷu (2);
- chỗ nòng súng nối với vòi (3).
Đường kính vào của vòi D2 = Ì50mm\ chiều dài L| = 3000m m , L2 = 2300mm; bán kính cong của khuỷu r = 400/77/77. Bổ qua cắc Irọng liiựiĩg. H ệ sô lổn thất của vòi 4 = 0 ,1 (không có co hẹp chỗ ra).
C h ỉ dẫn\ Bản lề ngang chịu lực tách ra thẳng đúng P| = pQV| + po), lực cắt T| = p Q v i và mômen uốn M| = T,r,
trong đó: V | và V , - lun tốc chỗ khuỷu và chỗ ra của vòi; co - diện tích khuỷu.
Chỗ nòng súng nối với khuỷu chịu lực tách ra:
P a= p Q ( v ,- v O + pcũ
Lưu tốc của luồng chảy ra khỏi vòi được xác định bằng biểu thức:
V3 = 2g ^
í
\ + ị - vD2
Y
Đ áp s ố \ 1) Lực tách ra P| = 60,6kN Lực cắt T, = 17,18Ấ:N
M ôm en uốn M | = 6 367 N m
2) Lực tách ra ?2 = 43,5 kN ; Lực tách ra P3 = l,9 5 k N Bài 5-34. Trên đoạn có trụ đỡ, đường kính ống thay đổi từ D | = \ ,5m đến D2 = ìm .
Xác định lực dọc trục tác dụng lên gối tựa trên đoạn chuyển tiếp này, nếu áp suất dư ở trước trụ đỡ
= 4 a/ và luii lượng nước Q = 1,8 m^ls.
Bỏ qua tổn thất trong đoạn thu hẹp.
Đ áp số: p = 385RN
Bài 5-35. Dầu chảy ra khỏi xilanh qua lỗ nhỏ thành m ỏng (d = 20m m ) do lực p = 2943ÌV tác dụng lẽn pittông D = ôOrụm.
Bỏ qua lực m a sát giữa píttông và xi lanh, xác định lực tác dụng lên xilanh.
M
Bài 5-34
D ’ --- d
Bài 5-35
Q. V
Các hệ số của lỗ: (p = 0,97; )_1 = 0,63. Tỷ trọng của đầu ô = 0,9.
Đ áp s ố : ? = 2,51 k N
Bài 5-36. Tấm phẳng đặt thẳng góc với luồng nước chảy tự do, chia luồng nước ra làm hai phần: phần Q |,
V chảy dọc theo bản xuống phía dưới; phần còn lại Q2,
V lệch đi m ột góc a . Cho biết: Q = 36//í; Q | = Ỉ2l/s:
V = 30m/s.
Xác định lực dòng nước tác dụng lên bản phẳng (P) và góc lệch a . Coi chất lỏng không có trọng lượng và bỏ qua lực m a sát giữa chất lỏng và bản phẳng.
Chỉ dẩn: D ùng phương trình động lượng đối với hai phương: trục luồng chảy vào và phương thẳng góc với nó.
Q- . v
Bài 5-36
Đ áp số: p = pQv
1-
Q :
1 +
Q 2
= 456 N
a = arcsin — = 3 0 “ Q Q2
C h ư o n g VI