Lức tác dụng lên mặt cong cách tính các lực thành phần, lực tổng hợp và điểm đặt lực có thể phân tích từ một bài toán cụ thể 8.. Tổn thất năng lượng trong dòng chảy hai trạng thai dòng c
Trang 1Nội dung giảng dạy cho hệ Cao đẵng ngành nhiệt, động lực
Lý thuyết
1 Các tính chất của chất lỏng, hai tính chất của áp suất thuỷtĩnh các loại áp suất, đơn vị đo áp suất, dụng cụ đo áp suât
2 Phương trình Ơ le thuỷ tĩnh, ý nghĩa ,û ứng dung
3 Thế nào là tĩnh tuyệt đối, áp suất tĩnh tuyệt đối, phương trình cơ bản và ý nghĩa của nó biểu diễn phân bố áp suất
4 Thế nào là tĩnh tương đối, công thúc tính apï suất chất lỏngtrong bình chuyển động với gia tốc không đổi, nặt đẵng áp,cho ví dụ ứng dụng bài toán này
5 Thế nào là tĩnh tương đối, công thúc tính pá suất chất lỏngtrong bình chuyển động quay đề, nặt đẵng áp, cho ví dụ ứng dụng bài toán này
6 Lực tác dụng lên mặt phẳng đáy và ứng dụng, lực tác dụng lên mặt phẳng bên (cường độ lực và điểm đặt lực)
7 Lức tác dụng lên mặt cong (cách tính các lực thành phần, lực tổng hợp và điểm đặt lực có thể phân tích từ một bài toán cụ thể)
8 Phát biểu và chứng minh định luạt Patxcan, định luạt
Asimét, nêu một ví dụ ứng dụng
9 Phân loại chuyển động, các đại lượng đặc trưng cho dòng hữu hạn
10 Phương trình liên tục (viết cho dòng hữu hạn) , ý nghĩa
11 Phương trình Bernoulli cho toàn dòng chất lỏng thực, Những chú ý khi sử dụng phương trình Các dạng khác nhaucủa phương trình Bernoulli (chuyển động không ổn định, dòngchất khí, chuyển động tương đối)
12 Phương trình động lượng và mô men động lượng
13 Tổn thất năng lượng trong dòng chảy hai trạng thai dòng chảy trong ống tròn, cách xác định tổn thất dọc đường và hệ số ma sát, công thúc xãc định tổn thất cục bộ, phân tích tổn thất đột mở ; lập công thức tính và viết công thức tính lý thuyết cho các tổn thất cục bộ khác
14 Dòng chảy tầng trong ống tròn
15 Dòng chảy rối trong ống tròn
16 Tính toán thuỷ lực đường ống thao phương trình cơ bản, theo hệ số K
Trang 220 Dòng chảy tầng trong khe hẹp giữa hai tấm phẳng song song môt tấm cố định một tấm chuyển đông đều
21 Lực dòng tia tự do lên vật cản đứng yên, chuyển đông đều
22 Lực dòng tia tự do lên vật cản chuyển đông đều
23 Dung cu đo vận tốc lưu lương, độ nhớt,
Bài tập
1.Tính áp suất tại đáy bể sâu 4 m , nước trong bể có khối lượng riêng 1000 kg/m3, áp suất tuyệt đối trên mặt thoáng là
1 at
2 Tính áp suất tuyệ đối và áp suất tại dáy nồi hơi sâu 1.2
m, áp suất trên mặt thoáng 196200 Pa, khối lượng riêng của nước 1000 kg/m3 , áp suất không khí là 735 mm thuỷ ngân
3 Áp suất tại cửa vào của bơm ly tâm đo bằng áp kế chân không là 0,7 at Xác định áp suất tuyệ đối tại đó Biết rằng áp suất không khí là 735 mm thuỷ ngân
4 Một bể chứa nước có áp suất tuyệt đối tại M là 147000 N/m2 tính chiều cao cột áp tại đó theo m cột dầu Cho biết ápsuất không khí 1at , khối lượng riêng của nước 1000 kg/m3 khốilượng riêng của dầu 800 kg/m3
5 Đúc một bánh xe bâừng thep đường
kính D=1850 mm , cao h=30 mm
Khuôn quay 120 vòng/phút
h
Cho biết khối lượng riêng của nước
thép 7800 kg/m3 Xác định áp suất tại A D
điểm A (ở xa trục nhất )
6.Người ta gắn vào bình M một áp kế
p’=0thuỷ ngân và một ống đo áp Điều p’=0
chỉnh vị trí áp kế thuỷ ngân sao cho
điểm A ngang với mặt thoáng chất
z1
lỏng trong bình Áp suất trên mặt
thoáng của áp kế thuỷ ngân và ống z2 p0
đo áp đều bằng không Xác định áp
suất trên mặt thoáng bình M và chiều
cao z1 của ống đo áp Cho biết z2 = 0,05 m ,
khối lượng riêng của thuỷ ngân
là 13600 kg/m3 và nước là 1000 kg/m3
7 Một xe chở nước hở sau khi khởi động
Trang 3được 3 phút thì vận tốc đạt đến 30 km/giờ
vvới gia tốc đều không đổi Chiều dài xe
10 m, rộng 3 m , cao 2 m , mực nước A
trong xe 2 m Tìm phương trình mặt thoáng
Mực nước dâng lên là bao nhiêu?
8 Tính lực tác dụng và điểm đặt lực lên
cánh cửa cống hình chữ nhật có chiều dài
là h=3 m , chiều rộng là b=2 m Mực nước
bể thượng lưu là H1=6 m ; hạ lưu là H1
dài 10 m ngăn nước ở độ cao H-2 m H RKhói lượng riêng của nước là 1000 kg/m3
B10.Trên một thành nghiêng của một bể
chứa dầu mỏ loại trung ( có khối lượng briêng 900 kg/m3 ) ta dùng một nắp hình H
bán cầu đậy kín một lỗ tròn đường kính
1,2 m Độ sâu tâm bán cầu H=4 m a
Thành bể nghiêng một góc =60o
Tính lực kéo lên các bu lông a,b
11 Nối hai ống đo áp vào một bình kín
chứa nước.Ống đo áp bên trái có áp suất p’o
trên mặt thoáng po’ =0,8 at chiều cao
nước dâng lên trong ống này là h=3 m
Hỏi áp suất trên mặt thoáng của bình Tính h
chiều cao nước dâng lên trong ống đo áp po
x=?
hở bên phải Áp suất chân không trên mặt
thoáng ống đo áp bên trái là bao nhiêu ?
Trang 412- Người ta lắp áp kế như hình vẽ để đo áp suất Hỏi lắp áp kế như vậy đo được áp suất tại điểm nào giá trị đo được là bao nhiêu at ? Cho biết cao độ tại các vị trí như sau :
1 = 2,3 m ; 2 = 1,2 m ;3 = 2,5 m ; 4 = 1,4 m ; 5 = 3,0 m ; trọng lượng riêng của nước 9810 N/m3 ; thuỷ ngân 13600 N/m3
Biết các giá trị x=1 m , y=2 m , z=1 m
Khối lượng riêng của nước 1000 kg/m3 ,
B
y z
thuỷ ngân
14.Tính lực và điểm đặt lực lên hình trụ
tròn ngăn đôi một bể chứa nước Trụ dài
10 m., đường kính trụ 4 m, mực nước các H1
Trang 516.Xác định tổn thất dọc đường đường ống dẫn nước dài
20 m ; đường kính 200 mm ; lưu lượng chảy qua ống 100 lít/s ; độ nhớt động học của nước 0,013 cm2 /s
- Nếu giảm lưu lượng đi một nửa thì tổn thất giảm đi bao nhiêu lần
17-Một tấm phẳng nặng G=8,75 N có diện tích
S=64 cm2 trượt trên một lớp chất lỏng nghiêng
có chiều dày b=0,5 mm Xác định độ nhớt của
vchất lỏng khi tấm phẳng chuyển động đều với
vận tốc v = 0,05 m/s Góc nghiêng tấm phẳng so
với mặt phẳng nằm ngang =12o Trọng lượng
riêng của chất lỏng 8820 N/m3
18.Tính lực tác dụng lên nửa nắp cầu bán kính R=1 m
kín một bình chứa nước Mép trên của nắp dặt sâu Hdưới mặt nước H=1m
(khối lượng riêng của nước là =1000 kg/m3 ) R
19- Tính lực tác dụng lên nửa trên nắp A
H
cầu (mặt AB) bán kính R=1 m kín một bình
chứa nước Mép trên của nắp dặt Rsâu dưới mặt nước H=1m (khối B
Trang 6lượng riêng của nước là =1000 kg/m3 ).
20 Một máy thí nghiệm gồm 3 ống
thẳng đứng đường kính ống bằng nhau
quay được quanh trục Oz của ống giữa A
Ba ống đều chứa nước và không quay thì
mức nước như hình vẽ Cho máy quay h= 40 cm
116 vg/phút ; bỏ qua độ nghiêng của mặt
21.Người ta dùng một hình trụ tròn đường kính
trong 100 mm chứa chất nước và quay quanh
trục thẳng đứng của nó để làm máy đo vận tốc
quay.Hỏi :1).Khi chất lỏng giữa bình hạ thấp
H
xuống 200 mm (so với lúc tĩnh) thì số vòng
quay trong một phút là bao nhiêu?
2).Nếu cho bình quay 800 vg/phút mà Dkhông muốn cạn đáy bị cạn thì chiều cao
n
tối thiểu của bình là bao nhiêu?
chất lỏng
22-Tính lực thuỷ tĩnh tác dụng lên đáy bình
hình trụ kín chứa đầy chất lỏng quay đều Hvới vòng quay 500 vòng/phút Cho biết
đường kính bình D=2 m , chiều cao H=1,5 m,
Khối lượng riêng của chất lỏng 1000 kg/m3 n
D
Trang 723.Một ống tròn nằm ngang dường kính D=15 mm được lắp một lưu lượng kế Venturi với đoaün thu hẹp
lượng bằng l/ph khi độ chênh cột
dầu trong các ống đo áp h=16 cm
Coi như vận tốc trong ống lớn ống D dbé đều có dạng parabôn và tổn thất
không đáng kể
- Khi độ nhớt động =0,08St trạng
thái chảy có đúng là chảy tầng khắp nơi không ?
- Với điều kiện dòng chảy như trên không đổi, nếu nghiêng ống thì độ chênh cột dầu h có thay đổi hay không? Tại sao?
24- Người ta cho một dòng chất lỏng có M
lưu lượng Q=2,7 l/s chuyển đông qua
một dường ống có đường kính thay Q
đổi (hình vẽ) Tại nơi co hẹp người d1
d2
ta lắp một ống nhỏ cắm vào một
bình hở chứa nước Xác định chiều h
cao h để nước có thể được hút từ
bình lên ống Biết áp kế kim loại M
chỉ 0,784 N/cm2, d1=50 mm d2=25 mm
25- Một đường ống nằm ngang gồm 3 đoạn có đường kính khác nhau được nối với bình lớn chứa chất lỏng Bình hở và chất lỏng chảy tự do ra ngoài
khí trời, chảy ổn định Cột nưóc
Trang 8(bỏ qua tổn thất dọc đường, các
hệ số tổn thất cục bộ đột thu,
đột mở tính theo công thức lý thuyết)
- Lưu lượng qua ống
- Vẽ đường năng đường đo áp
- Nếu bỏ đoạn d3 thì đường năng đường đo áp thay đổi thế nào?
(áp suất không khí pa=1at, khối lượng riêng của chất lỏng =1000kg/m3 )
26-Kết quả đo trong các ống Pitô gắn Dtrên đường ống thẳng đứng H1=-0,2 m ,
H2=0,3 m Xác định lưu lượng chảy qua H1
ống Coi như dòng chảy tầng
Đường kính ống D=200 mm
H1
V bơm27- Bơm hút nước từ bể lên với lưu lượng 25 l/s
Áp suất chân không tại cửa vào bơm (điểm V)
không quá 6,87 N/cm2 , ống hút có đường h
kính d=0,15 m dài l=10 m, hệ số cản cục bộ
lưới lọc 1 =6 ; đoạn uốn cong =0,2 ; l,d
bỏ qua vận tốc trên mặt giếng không đáng kể
Tính chiều cao đặt bơm h (khoảng cách từ bơm
Trang 9đến bể hút) hệ số nhớt động học của nước là 10-6 m2/s
28-Hai bể nước A và B có mức nước ngang nhau và ổn định được nới với nhau bằng một hệ thống ống có chiều dài tương đương như sau :l1=400 m,
l2=180m, l3=50m, l4=400m ; pdư
d1=d2=d3=100 mm, d4=200 mm ;
hệ số ma sát các ống 1, 2, 3 là 0,025,
ống 4 là 0,02 Dòng chảy trong khu A
chảy trong ống bốn là Q4=40l/s
- Lưu lượng toàn bộ từ bể A qua bể B bằng bao nhiêu?
29- Một bơm đẩy chất lỏng với lưu lượng
Q=0,2 l/s lên bình chứa (thông với
khí trời) Tính áp suất đẩy cần thiết
của bơm Biết đường kính ống
d=2cm, l=1m, hệ số cản của l , d Q zkhóa 4 Khoảng cách từ mặt
thoáng bể chứa dến trục bơm khoá
z=1,4 m Chất lỏng có độ nhớt bơm
động học 0,2cm2/s và trọng lượng
riêng của chất lỏng 8450 N/m3
Trang 10 2 2
5 , 1 Re lg 8 , 1
1
; Re
100 46
, 1 1 , 0
; 7
, 3 lg
25 , 0
30 Một ống xi phông dẫn nước từ bể A C
đến bể B có đường kính 200 mm , l1
h
các đoạn ống dài l1=5m và l2=20m ,
hệ số ma sát của ống là 0,03 hệ số
cản cục bộ đoạn uốn cong là 0,25 A l2
Khoảng cách từ điểm C (điểm cao
nhất) đên mặt thoáng bểa A là h=2m
H
và khoảng cách hai bể A, B là H=5m,
hai bể hở và thông với khí trời
-Tính áp suất tại điểm C
-Vẽ đường năng đường đo áp
B
31 Tính lưu lượng chảy qua ống gồm
ba đoạn có đường kính d1=100 mm ,
d2=75 mm, d3=200 mm , đường ống
nối với bình chứa lớn có mực nước H d2
ổn định H=5 m Bỏ qua tổn thất dọc
đường, lấy =1 Vẽ đường năng , d1 d3
đường đo áp
Đề thi thuỷ khí động lực
Đề số 1
(Thời gian 60 phút - nộp lại đề cùng bài làm)
1 Các tính chất của chất lỏng, hai tính chất của áp suất thuỷtĩnh các loại áp suất, đơn vị đo áp suất, dụng cụ đo áp suât
2 Tính lưu lượng chảy qua ống gồm
ba đoạn có đường kính d1=100 mm ,
d2=75 mm, d3=200 mm , đường ống
nối với bình chứa lớn có mực nước H d2
ổn định H=5 m Bỏ qua tổn thất dọc
đường, lấy =1 Vẽ đường năng , d1 d3
Trang 11đường đo áp
3 Tính lực tác dụng lên nửa nắp cầu bán kính R=1 m kín một bình chứa nước Mép trên của nắp dặt sâu Hdưới mặt nước H=1m
(khối lượng riêng của nước là =1000 kg/m3 ) R
Đề thi thuỷ khí động lực
Đề số 2
(Thời gian 60 phút - nộp lại đề cùng bài làm)
1 Phương trình Ơ le thuỷ tĩnh, ý nghĩa ,û ứng dung
2 Một ống xi phông dẫn nước từ bể A C
đến bể B có đường kính 200 mm , l1
h
các đoạn ống dài l1=5m và l2=20m ,
hệ số ma sát của ống là 0,03 hệ số
cản cục bộ đoạn uốn cong là 0,25 A l2
Khoảng cách từ điểm C (điểm cao
nhất) đên mặt thoáng bểa A là h=2m
H
và khoảng cách hai bể A, B là H=5m,
hai bể hở và thông với khí trời
Trang 12-Tính áp suất tại điểm C.
-Vẽ đường năng đường đo áp
B
3 Người ta lắp áp kế như hình vẽ để đo áp suất Hỏi lắp ápkế như vậy đo được áp suất tại điểm nào giá trị đo được là bao nhiêu at ? Cho biết cao độ tại các vị trí như sau :
1 = 2,3 m ; 2 = 1,2 m ;3 = 2,5 m ; 4 = 1,4 m ; 5 = 3,0 m ; trọng lượng riêng của nước 9810 N/m3 ; thuỷ ngân 13600 N/m3
(Thời gian 60 phút - nộp lại đề cùng bài làm)
1.Thế nào là tĩnh tuyệt đối, áp suất tĩnh tuyệt đối, phương trình cơ bản và ý nghĩa của nó biểu diễn phân bố áp suất
2 Một bơm đẩy chất lỏng với lưu lượng
Q=0,2 l/s lên bình chứa (thông với
khí trời) Tính áp suất đẩy cần thiết
của bơm Biết đường kính ống
d=2cm, l=1m, hệ số cản của l , d Q zkhóa 4 Khoảng cách từ mặt
thoáng bể chứa dến trục bơm khoá
z=1,4 m Chất lỏng có độ nhớt bơm
động học 0,2cm2/s và trọng lượng
riêng của chất lỏng 8450 N/m3
Trang 13 2 2
5 , 1 Re lg 8 , 1
1
; Re
100 46
, 1 1 , 0
; 7
, 3 lg
25 , 0
3 Tính lực tác dụng và điểm đặt lực lên
cánh cửa cống hình chữ nhật có chiều dài
là h=3 m , chiều rộng là b=2 m Mực nước
bể thượng lưu là H1=6 m ; hạ lưu là H1
(Thời gian 60 phút - nộp lại đề cùng bài làm)
1.Thế nào là tĩnh tương đối, công thúc tính apï suất chất lỏng trong bình chuyển động với gia tốc không đổi, nặt đẵng áp, cho ví dụ ứng dụng bài toán này
2 Hai bể nước A và B có mức nước ngang nhau và ổn định được nới với nhau bằng một hệ thống ống có chiều dài tương đương như sau :l1=400 m,
l2=180m, l3=50m, l4=400m ; pdư
d1=d2=d3=100 mm, d4=200 mm ;
hệ số ma sát các ống 1, 2, 3 là 0,025,
ống 4 là 0,02 Dòng chảy trong khu A
Trang 14chảy trong ống bốn là Q4=40l/s.
- Lưu lượng toàn bộ từ bể A qua bể B bằng bao nhiêu?
3 Tính áp lựcc của nước tác dụng lên cửa A
Ocống hình trụ tròn AB bán kính R=4 m,
dài 10 m ngăn nước ở độ cao H-2 m H RKhói lượng riêng của nước là 1000 kg/m3
B
Đề thi thuỷ khí động lực
Đề số 5
(Thời gian 60 phút - nộp lại đề cùng bài làm)
1 Lực tác dụng lên mặt phẳng đáy và ứng dụng, lực tác dụng lên mặt phẳng bên (cường độ lực và điểm đặt lực)
V bơm
2 Bơm hút nước từ bể lên với lưu lượng 25 l/s
Áp suất chân không tại cửa vào bơm (điểm V)
không quá 6,87 N/cm2 , ống hút có đường h
kính d=0,15 m dài l=10 m, hệ số cản cục bộ
lưới lọc 1 =6 ; đoạn uốn cong =0,2 ; l,d
bỏ qua vận tốc trên mặt giếng không đáng kể
Tính chiều cao đặt bơm h (khoảng cách từ bơm
đến bể hút) hệ số nhớt động học của nước là 10-6 m2/s
3 Một máy thí nghiệm gồm 3 ống
thẳng đứng đường kính ống bằng nhau
quay được quanh trục Oz của ống giữa A
Ba ống đều chứa nước và không quay thì
mức nước như hình vẽ Cho máy quay h= 40 cm
Trang 15116 vg/phút ; bỏ qua độ nghiêng của mặt
(Thời gian 60 phút - nộp lại đề cùng bài làm)
1 Thế nào là tĩnh tương đối, công thúc tính pá suất chất lỏngtrong bình chuyển động quay đề, nặt đẵng áp, cho ví dụ ứng dụng bài toán này
2 Kết quả đo trong các ống Pitô gắn Dtrên đường ống thẳng đứng H1=-0,2 m ,
H2=0,3 m Xác định lưu lượng chảy qua H1
ống Coi như dòng chảy tầng
bán cầu đậy kín một lỗ tròn đường kính
1,2 m Độ sâu tâm bán cầu H=4 m a
Trang 16Thành bể nghiêng một góc =60o
Tính lực kéo lên các bu lông a,b
Đề thi thuỷ khí động lực
Đề số 7
(Thời gian 60 phút - nộp lại đề cùng bài làm)
1 Lức tác dụng lên mặt cong (cách tính các lực thành phần, lực tổng hợp và điểm đặt lực có thể phân tích từ một bài toán cụ thể)
2 Một đường ống nằm ngang gồm 3 đoạn có đường kính khác nhau được nối với bình lớn chứa chất lỏng Bình hở và chất lỏng chảy tự do ra ngoài
khí trời, chảy ổn định Cột nưóc
(bỏ qua tổn thất dọc đường, các
hệ số tổn thất cục bộ đột thu,
đột mở tính theo công thức lý thuyết)
- Lưu lượng qua ống
- Vẽ đường năng đường đo áp
- Nếu bỏ đoạn d3 thì đường năng đường đo áp thay đổi thế nào?
(áp suất không khí pa=1at, khối lượng riêng của chất lỏng =1000kg/m3 )
3 Nối hai ống đo áp vào một bình kín
chứa nước.Ống đo áp bên trái có áp suất p’o
