Tải bản đầy đủ

ĐỀ CƯƠNG THỦY lực đại CƯƠNG

ĐI XE ÔM LIÊN HỆ: 01698555055 – DUY KHÁNH

ĐỀ CƯƠNG THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG
Bài 2: Đường ống thép có đường kính d= 0.4 m và chiều dài λ = 1 km được lắp đặt dưới áp suất
p=2.106 Pa và nhiệt độ �1=100 � . Xác định áp suất của nước trong ống khi tăng nhiệt độ lên
�2=150� do nung nóng bên ngoài. Cho biết �� =5∗10−10 �� −1; ��=155∗10−6 �−1
GIẢI:
Sự thay đổi nhiệt độ:
dt = t 2 − t1 = 15 − 10 = 5o C

Thể tích đường ống :

πd2
3,14.0, 4 2
Wdo =
.λ =
.1000 = 125, 6
4
4

(


m3

)

Lượng tăng áp suất trong đường ống:

βW =

dp =
Do đó :

dW
(Wdo + dW) dp

βt =


dW
Wdo .dt

βt .dt
(1 + βt dt ) β w

Thay các trị số ta được :
dp =

155.10−6.5
= 155.104 Pa = 1550kPa
(1 + 5.155.10 −6 ).5.10−10

Áp suất trong đường ống sau khi tăng nhiệt độ :

p1 = p + dp = 2.106 + 1,55.106 = 3, 55.106
Bài 10.

LÊ VĂN ĐƯỜNG – Ô TÔ 5 – K10

1



ĐI XE ÔM LIÊN HỆ: 01698555055 – DUY KHÁNH

a, Ta có:
Áp suất tại điểm I:
pI = p0dư + γnước.H
Lại có: pI =pb =γthủy ngân .h1=13,6.9810.0,2=26683,2(N/m2)
p0dư = pI – 9810.2=7063,2
b, Gọi O là trọng tâm tấm phẳng AB:

 OA=

H +a
= 1, 25m
2

Áp lực tác dụng lên tấm phẳng AB là:
H +a
PAB
2

= (γnước.
+p0dư).(H+a).b = (9810.1,25+7063,2).2,5.1=48313,75 (N/m2)
Bài 11.

LÊ VĂN ĐƯỜNG – Ô TÔ 5 – K10

2


ĐI XE ÔM LIÊN HỆ: 01698555055 – DUY KHÁNH

Ta có pA = γnước.h2 + γdầu.h1 + p0dư
 p0dư = pA – γnước..h2 – γdầu.h1

Mặt khác pA = pC = γthuyngan.h3 = 13,6.9810.0,1=13341,6 (N/m2)
 p0dư = 13341,6 – 9810.0,5 – 7800.0,4=5316,6 (N/m2)

Bài 15. b, Áp lực của nước tác dụng lên mặt van:

F=γnước.

h
2

.L.b=(γnước.L.sinα.b)/2=117720 (N)

(h=L.sin30)

c, Xác định vị trí điểm đặt lực của nước lên van:

hD=

2h
3

=

2.L.sin 30
3

=

4
3

(m)

2L 8
3 3
yD=
= (m)
d, Để van cân bằng, ta có


MO = 0

� cos30.P.

L
2

=

F
3

.L

LÊ VĂN ĐƯỜNG – Ô TÔ 5 – K10

3


ĐI XE ÔM LIÊN HỆ: 01698555055 – DUY KHÁNH

=> P =

F 2 1
. .
= 90620,9( N )
3 1 cos30

a,

Bài 16.
QA = v1.A1 = v2.A2 = 0,833 (m3/s)

 v1 =

 v2 =

0,833.4
π .0, 22
0,833.4
π .0, 32

=26,52(m/s)

=11,78(m/s)

Áp dụng phương trình béc nu li cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2
z1 +

p1 α1.v12
p α .v 2
+
= z2 + 2 + 2 2
γ kk 2.g
γ kk
2.g

Lấy α1 = α2 = 1
Do d1 và d2 đồng trục nên z1 = z2
 p2 = 1320 (N/m2)

Bài 20. V1 =

Q.4
12.10 −3.4
=
= 2, 39(m / s)
π .D12 π . ( 0, 08) 2

LÊ VĂN ĐƯỜNG – Ô TÔ 5 – K10

4


ĐI XE ÔM LIÊN HỆ: 01698555055 – DUY KHÁNH

V2 =

Q.4
12.10−3.4
=
= 6,11( m / s )
π .D22 π . ( 0, 05 ) 2

Áp dụng phương trình béc nu li cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2

z1 +

p1du α1.v12
p
α .v 2
+
= z2 + 2du + 2 2
γ
2.g
γ
2.g

với p2du = 0, z1=0 (m), z2=12 (m)

=> p1du = 133530( N )
=> P1 = p1du .S1 = 671,19( N )
Rx = ρ .Q(V2 − V1 ) − P1
<=> Rx = 1000.12.10−3.(6,12 − 2,39) − 671,19 = −626,55( N )
Fx = − Rx = 626,55( N )
Bài 21. Ta có: F1=p1.S1=11101,9 (N)
Q=S1.v1=S2.v2



Q 0, 25.4

v1 = S = π .0, 27 2 = 4,37( m / s)

1

v = Q = 0, 25.4 = 18,84( m / s)
 2 S 2 π .0,132

Trên phương x: Rx = ρ.Q.v2 > 0
Trên phương y: ρ.Q.(-v1)=Ry+F1
=> Ry=ρ.Q.(-v1) - F1 < 0
Như vậy chiều Rx hướng ra trước
Fx hướng ra sau
Ry hướng xuống dưới, Fy hướng lên trên
Độ lớn Fx=

Rx = ρ .Q.v2 = 1000.0, 25.18,84 = 4710( N )

Fy = Ry = − ρ .Q.v1 − F1 = −1000.0, 25.4,37 − 11101,9 = 12194, 4( N )

Fx2 + Fy2 = 13072, 4( N )
 F=

Chiều : hướng ra xa thành ống
LÊ VĂN ĐƯỜNG – Ô TÔ 5 – K10

5


ĐI XE ÔM LIÊN HỆ: 01698555055 – DUY KHÁNH

Fy
Phương : tanα=

Fx

= 2, 6
(α là góc hợp bởi F với phương ngang)

PHẦN LÝ THUYẾT
Câu 5: Nêu định nghĩa và viết PT mặt phẳng đẳng áp, trình bày tính chất của mặt phẳng
đẳng áp?
Mặt đẳng áp là mặt phẳng có áp suất tại mọi điểm như nhau.
Phương trình: Xdx+Ydy+Zdz=0
Tính chất:
Tính chất 1: Hai mặt đăng áp không thể nào cắt nhau (trái cmn t/c của áp suất: áp tại 1 điểm theo
mọi phương là như nhau).
Tính chất 2: Áp lực tác dụng thẳng góc vào mặt đẳng áp.
Câu 12: Thế nào là tổn thất đường dài, tổn thất cục bộ, cho ví dụ? Nêu phương pháp xác
định tổn thất?
-Tốn thất đường dài: là tốn thất năng lượng trên một đoạn dòng chảy đều hoặc không đều thay
đổi dần.
-Tổn thất cục bộ: là tổn thất năng lượng tại các vị trí đặc biệt như thay đổi đường kính ống, thay
đổi hướng chảy đột ngột.
VD: cho đoạn ống ABC, đoạn AB vuông góc đoạn BC: tổn thất đường dài là tổn thất trên toàn
bộ doạn ABC, tổn thất cục bộ là tổn thất xảy ra ở tại B nơi đổi hướng chảy đột ngột.
Cách xác định tổn thất:
hw = +
Trong đó:
-

Tổn thất cục bộ là:
dhc = ξ (mH2O)
Tổn thất đường dài :
+
Theo Mainning:
dhd = λ (mH2O)
+

Theo Hazen William: dhd =

(mH2O)

Trong đó :
ξ là hệ số tổn thất cục bộ
λ = 64/Re là hệ số sức cản dọc đường, Re=Ud/v ( U là vận tốc, d là đường kính ống, v
la hệ số nhớt)
= 90 ÷ 140 là hệ phụ thuộc tình trạng ống.
Câu 16: Dựa vào thí nghiệm của Reynolds hãy trình bày các tiêu chí để phân loại các trạng
thái của dòng chảy.
LÊ VĂN ĐƯỜNG – Ô TÔ 5 – K10

6


ĐI XE ÔM LIÊN HỆ: 01698555055 – DUY KHÁNH

Qua thí nghiệm thấy lưu tốc phân giới vk không những phụ thuộc loại chất lỏng mà còn phụ
thuộc vào đường kính ống, do đó đưa ra đại lượng không thứ nguyên để phân biệt trạng thái chảy
gọi là số Reynolds (Re).

ν : Hệ số nhớt động học.
d: Đường kính ống.
v: Lưu tốc trung bình mặt cắt.
Trị số Reynolds tương ứng với trạng thái phân giới từ chảy tầng sang chảy rối, hoặc ngược lại từ
chảy rối sang chảy tầng, gọi là trị số Reynolds phân giới Rek

+ Ứng với vkt ta có Rekt :

+ Ứng với vkd ta có Rekd:
Khi :
Re < Rekd => Trạng thái chảy tầng.
Re > Rekt => Trạng thái chảy rối.
Rekd < Re< Rekt => Có thể chảy tầng hay chảy rối nhưng thường là chảy rối, vì chảy tầng ít
không ổn định.
- Trong tính toán quy ước:
Re < 2320 => Trạng thái chảy tầng.
Re > 2320 => Trạng thái chảy rối.
+ Đối với kênh dẫn dùng bán kính thuỷ lực R để tính Re, ký hiệu là ReR :

Khi :
ReR < 580 => Trạng thái chảy tầng.
ReR > 580 => Trạng thái chảy rối.

LÊ VĂN ĐƯỜNG – Ô TÔ 5 – K10

7



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×