Đề cương ôn tập thủy khí cuối kỳ BKDN

Microsoft PowerPoint BAI TAP KTTK ON TAP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Khoa Điện BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY KHÍ (Fluid Mechanics) Giảng viên Phan Thành Long Khoa Cơ khí Giao thông HỌC PHẦN KINH.

BÀI TẬP

KỸ THUẬT THỦY KHÍ

(Fluid Mechanics)

Bài 1: Để kiểm tra tính năng làm việc ở độ cao lớn của một hệ thống dầu máy bay, người ta cần xác định áp suất tuyệt đối pv bằng mm cột thủy ngân tại miệng vào của bơm khi bay ngang ở độ cao 1600 m (áp suất khí trời pa = 77,1 mmHg) Ống hút dài

l = 2 m, đường kính d = 18 mm Mức chất lỏng trong bình chứa dầu cao hơn bơm z = 0,7 m, áp suất trong bình dầu bằng pa Lưu lượng cần thiết để bảo đảm dầu không nóng quá trong chế độ làm việc với công suất lớn nhất của động cơ là Q = 16l/ph Dầu máy bay mã hiệu MK-8 có  = 0,11cm2/s và trọng lượng riêng của dầu d = 900 x 9,81 N/m3 Bỏ qua tổn thất cục bộ Đáp án: pv/Hg = 100 mmHg

Bài 2: Nước chảy từ bình chứa qua một đường ống đặt nằm ngang, có tiết diện thay đổi Cột nước trên miệng ra của ống H = 1

m Bình hở và nước chảy tự do ra ngoài trời Đường kính các đoạn ống: d1 = 75 mm, d2 = 100 mm, d3 = 50 mm

Tính lưu lương qua ống (các hệ số tổn thất cục bộ tính theo lý thuyết, bỏ qua tổn thất dọc đường)

Đáp án: Q = 5,48 x 10-3 m3/s

Bài 3: Bơm hút lưu lượng Q=6 lít/s từ bể chứa nước ở nhiệt độ t=20oC (hệ số nhớt động học ν=0,01St) Chân không kế cửa vào bơm (điểm V) chỉ pck= 6,87 N/cm2 ; ống hút có đường kính d= 100mm, dài l=10m ; hệ số cản cục bộ lưới lọc ζL=7 ; hệ số cản cục bộ đoạn uốn cong (góc uốn 90o, bán kính uốn 150mm) ζU=0,16 ; ống tráng kẽm thông thường (độ nhám tuyệt đối thành ống  = 0,29mm) ; vận tốc trên mặt bể không đáng kể Tính chiều cao đặt bơm Hs (khoảng cách từ bơm đến bể hút)

Đáp án: 6,7 m

lưới lọc

bơm đoạn uốn

V

Hs l,d

Q

Bài 4: Một hệ thống bôi trơn dùng bơm bánh răng cung cấp lưu lượng dầu Q = 60 l/ph ở nhiệt độ t = 20oC (độ nhớt  = 2 St, tỷ trọng  = 0,92) Đường ống hút bằng thép, dài l = 5 m, đường kính d = 35 mm, độ nhám tuyệt đối  = 0,1 mm Tổn thất cục bộ bằng 10% tổn thất dọc đường Mặt cắt vào của bơm đặt thấp hơn mặt thoáng dầu trong bình h = 1m, áp suất mặt thoáng bằng

pa

Đáp án: p = 0,188 at và 0,05 at

a) Tính áp suất tại mặt cắt vào của bơm

b) Khi dầu nóng đến 80 oC ( = 0,1 St,  = 0,85) áp suất nói trên thay đổi như thế nào?



bơm dầu

cửa vào

h

Q L,d

Bài 5: Một binh kín A với áp suất tuyệ đối tại mặt thoáng pot = 1,2 at cấp nước cho một binh hở B qua một đường ống ngắn đường kính d = 100 mm Trên đường ống này có 3 đoạn uốn cong (u = 0.29), một đoạn ống lớn D = 200 mm, một khóa (k = 4) Bỏ qua tổn thất dọc đường và vận tốc trên mặt thoáng hai bình Tính lưu lượng chảy qua ống khi độ cao mức nước trong bình A so với đáy của bình B là H1 = 10 m, miệng ra của ống cách đáy bình là H3 = 1 m, độ sâu đáy bình B là H2 = 2m

Đáp án: Q = 0,0407 m3/s

Bài 6: Trong một ống siphon với cột áp H = 6 m cần cho qua một lưu lượng Q = 50 l/s với điều kiện là chân không không được vượt quá 7 m cột nước Điểm nguy hiểm nhất C cao hơn mức nước thượng lưu h = 4 m, chiều dài đường ống đến đó l1 = 100

m, chiều dài đường ống từ đó trở xuống l2 = 60 m Trên đường ống có một van vào và lưới chắn rác (l = 5), một khóa (k) Tính đường kính ống và hệ số tổn thất k của khóa thỏa mãn yêu cầu trên Biết hệ số ma sát tính theo công thức  = 0,02/d1/3; bỏ

qua tổn thất cục bộ tại đoạn uốn cong

Đáp án: d = 200 mm, k= 13

Bài 7: Trong một động cơ người ta dùng bơm hút dầu từ bình B qua một đường ống bằng kim loại ở nhiệt độ 60oC Dầu có độ nhớt động học  = 1 cm2/s và tỷ trọng  = 0,86 Dọc theo đường ống có các tổn thất ở miệng vào và khóa K với các hệ số tổn thất cục bộ v = 0,5 và k = 4 Cho biết áp suất trên mặt thoáng của bình dầu bằng áp suất khí trời pa, áp suất dư tại mặt cắt vào bơm là p1 = 0,45 at, chiều cao từ trục bơm đến mặt thoáng là z = 1m, chiều dài ống l = 4m, lưu lượng qua bơm là Q = 1,25 l/s Tính đường kính d của ống

Đáp án: d = 2,4 cm

Bài 8: Dòng không khí chuyển động qua một thiết bị với vận tốc 570 m/s, đạt áp suất hãm là 0.6 MPa, nhiệt độ hãm là

400oC Xác định áp suất và nhiệt độ của không khí ở trạng thái này

Đáp án: 519 K; 0,231 MPa

Bài 9: Khí He đi vào một ống phun hình học với vận tốc 100 m/s, áp suất 0.7 MPa và nhiệt độ 800 K Xác định nhiệt độ

và áp suất đạt được tại họng của ống phun, tại đó chất khí đạt đến trạng thai tới hạn Biết với khí He: k = 1.667 và cp

= 5.1926 kJ/kg.K

Đáp án: 601 K; 0,342 MPa

Bài 10: Khí He đi vào một ống phun hình học với vận tốc 100 m/s, áp suất 0.7 MPa và nhiệt độ 800 K Xác định nhiệt

độ và áp suất đạt được tại họng của ống phun, tại đó chất khí đạt đến trạng thai tới hạn Biết với khí He: k = 1.667

và cp = 5.1926 kJ/kg.K

Đáp án: 601 K; 0,342 MPa

Bài 11: Trong quá trình chuyển động đều trên đường, công suất truyền đến bánh xe được dùng để khắc phục lực cản khí động và lực cản lăn (bằng tích của hệ số ma sát lăn và trọng lượng của xe) Xét một chiếc xe nặng 950 kg, hệ số cản là 0,32; tiết diện cản chính là 1,8 m2; và hệ số cản lăn là 0,04 Công suất tối đa truyền đến bánh xe là 80 kW Xác định (a) tốc độ xe tại đó lưc cản lăn bằng lực cản khí động; (b) tốc độ tối đa của xe Cho khối lượng riêng của không khí là 1,2 kg/m3

Đáp án: 118 km/h; 200 km/h

Bài 12: Một xe ô tô có khối lượng 1000 kg và hệ số Cd.A = 0,7 m2, lực cản ma sát lăn không đổi là 70 N Xe di chuyển tự do (không sử dụng động cơ và phanh) lên một con dốc nghiêng 5,71o với tốc độ 90 km/h Xác định quãng đường mà xe đi được trước khi dừng lại

Đáp án: 266 m

Bài 13: Một máy bay cỡ nhỏ có tổng khối là 1800 kg và diện tích cánh là 42 m2 Xác định hệ số nâng và hệ số cản của máy bay khi bay ở độ cao hành trình 4000 m tại tốc độ không đổi 280 km/h và công suất của động cơ là 190 kW

Đáp án: 0,0235; 0,17