bài tập lớn thủy lực đại học bách khoa đà nẵng gv tô thúy nga

bài tập thủy lực , giảng viên tô thúy nga. sinh viên lớp 14X3Bbkdn,bài tập lớn thủy lựcđại học bách khoa đà nẵnggv tô thúy ngabài tập lớn thủy lựcđại học bách khoa đà nẵnggv tô thúy ngabài tập lớn thủy lựcđại học bách khoa đà nẵnggv tô thúy ngabài tập lớn thủy lựcđại học bách khoa đà nẵnggv tô thúy ngabài tập lớn thủy lựcđại học bách khoa đà nẵnggv tô thúy ngabài tập lớn thủy lựcđại học bách khoa đà nẵnggv tô thúy nga

• Hoàng Lê Nhã Tuấn

• Lê Hữu Sơn

• Tuấn Lực

• Nguyễn Đức Khôi

Nguyễn Xuân Trường Trần Tuấn Vũ

BÀI 2.12 XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT DƯ TẠI TÂM ỐNG A NẾU ĐỘ CAO THỦY NGÂN Ở ỐNG ĐO ÁP LÀ H2=25 CM TÂM ỐNG NẰM DƯỚI ĐƯỜNG PHÂN CÁCH GIỮA NƯỚC VÀ THỦY NGÂN MỘT ĐOẠN

Áp lực nước tác dụng lên đĩa van hút từ lỗ

Áp lực nước tác dụng lên đĩa van hút của máy bơm có đường kính d2:

Áp lực nước tác dụng lên van phẳng phía bên trái là :

Áp lực nước tác dụng lên văn phẳng là :

KHI ĐỘ SÂU NƯỚC Ở THƯỢNG LƯU H1= 2M THÌ CỬA VAN VẪN ĐỨNG YÊN

Þ MOMEN CỦA ÁP LỰC THỦY TĨNH ĐỐI VỚI TRỤC QUAY O BẰNG 0

Þ MO = P.XP = 0 MÀ P≠ 0 => XP=0

Þ O LÀ ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC P (P= P1 – P2).

ÁP LỰC NƯỚC PHÍA THƯỢNG LƯU: P1= Ɣ.Ω1.B= Ɣ .B

ÁP LỰC NƯỚC DƯỚI HẠ LƯU: P2= Ɣ.Ω2.B= Ɣ B

LẤY MOMEN ĐỐI VỚI ĐIỂM O TA CÓ:

h

2

2 2

2 1

3 2

3 1

3

1

h h

h h





2.27

- XÉT PHẦN QUẢ CẦU PHÍA DƯỚI LỖ VAN

ÁP LỰC NƯỚC TÁC DỤNG LÊN QUẢ CẦU PHÍA DƯỚI LÀ:

1 , 0 3

4 9810

,

0

) 022 , 0 1 , 0 3 (

3

022 , 0 5 6 4

125 , 0

) 3

( 3 4

3

2 2

2 2

2 1

m

h R h

h d

ACB ABba

4

125 0 1 , 0 1

, 0

4

2 2

2 2

m

d R

R h

0756 ,

0 9810

-XÉT PHẦN QUẢ CẦU PHÍA TRÊN LỖ VAN:

-ÁP SUẤT DO XI LANH TẠO RA:

-CHIỀU CAO TỪ P0 ĐẾN MẶT THOÁNG

H

P2

F E

h

+ I G

h’

h1

) / ( 40785 4

35 , 0 3924 4

.

2 2

D S

0

1 , 0 3

4 ) 022 , 0 1 , 0 3 ( 3

022 , 0 4

125 , 0 ) 5 , 0 147 , 4 (

3

4 ) 3

( 3 4

) ' (

) (

) (

3

3 2

2

3 2

2 1

1

m

R h

R h

d h h

cau ACB

GABH

ACB gABh

cau gABh

GABH

gEA GgIhH

0531 ,

0 9810

L c c a n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ủa nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c tác d ng lên n p theo ph ụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ắp theo phương x và phương y bằng ương x và phương y bằng ng x và ph ương x và phương y bằng ng y b ng ằng 0

L c c a n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ủa nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c tác d ng lên n p theo ph ụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ắp theo phương x và phương y bằng ương x và phương y bằng ng z :

L c T c n thi t đ nâng n p lên ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ần thiết để nâng nắp lên ết để nâng nắp lên ể nâng nắp lên ắp theo phương x và phương y bằng :

, 

2, 

C t n ột nước lúc này là (H-2) m ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c lúc này là (H-2) m

Lúc n p cân b ng: ắp theo phương x và phương y bằng ằng

ck ck

Bài 2.44

H l u không có n ạ lưu không có nước ư ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c.

Tính áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c P?

1

Cho h  m d  m b  m

Áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c theo ph ương x và phương y bằng ng x

Áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c theo ph ương x và phương y bằng ng z

Áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c là:

Đi m đ t l c P là D có t a đ : ể nâng nắp lên ặt lực P là D có tọa độ: ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ọa độ: ột nước lúc này là (H-2) m

Áp lực nước theo phương z: Pz= γn Ωz.b

Với diện tích đồ áp lực theo phương z là :

Ωz=SBOEF-SAEO-SBAO

58 , 176

52 ,

có phương đi qua O hợp với phương nằm ngang 1

2 3

2 3

)(4,18252

,4558

BÀI 2-47:

Ở thành đứng của bể kín chứa nước có một lõ tròn

được đóng nắp hình cầu.Bán kính hình cầu R=0.5m ; góc α = 120; độ sâu trọng tâm lỗ H= 1m.

Xác định áp lực nước tác dụng lên nắp khi áp

suất tác dụng lên mặt nước p = 1at

• *áp lực nước theo phương y : P y =0 (kN)

• * áp lực nước theo phương z : π

( ) 60 cos (

. R R 2 R R

n  



2 2

2

2 Pz  63 57  0 8

Px

57 63

8 0



Px

Pz

𝑋 á𝑐đ h  𝑖𝑛h 𝑄?

𝐺𝑖ả𝑖 

Áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c tác d ng lên l hình ch nh t ụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ỗ hình chữ nhật ữ nhật ậy: :

Kho ng cách t mép trên l đ n đi m đ t ảng cách từ mép trên lỗ đến điểm đặt ừ mép trên lỗ đến điểm đặt ỗ hình chữ nhật ết để nâng nắp lên ể nâng nắp lên ặt lực P là D có tọa độ:

l c ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng :

Khi van cân b ng: ằng

V y t i tr ng Q c n thi t là ậy: ảng cách từ mép trên lỗ đến điểm đặt ọa độ: ần thiết để nâng nắp lên ết để nâng nắp lên

L c c a n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ủa nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c tác d ng lên n p theo ph ụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ắp theo phương x và phương y bằng ương x và phương y bằng ng x và ph ương x và phương y bằng ng y b ng ằng 0

L c c a n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ủa nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c tác d ng lên n p theo ph ụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ắp theo phương x và phương y bằng ương x và phương y bằng ng z :

L c T c n thi t đ nâng n p lên ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ần thiết để nâng nắp lên ết để nâng nắp lên ể nâng nắp lên ắp theo phương x và phương y bằng :

,

2, 

C t n ột nước lúc này là (H-2) m ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c lúc này là (H-2) m

Lúc n p cân b ng: ắp theo phương x và phương y bằng ằng

ck ck

Bài 2.44

H l u không có n ạ lưu không có nước ư ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c.

Tính áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c P?

1

Cho h  m d  m b  m

Áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c theo ph ương x và phương y bằng ng x

Áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c theo ph ương x và phương y bằng ng z

Áp l c n ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng c là:

Đi m đ t l c P là D có t a đ : ể nâng nắp lên ặt lực P là D có tọa độ: ực của nước tác dụng lên nắp theo phương x và phương y bằng ọa độ: ột nước lúc này là (H-2) m

Lập phương trình chuyển động của phần tử chất lỏng có tọa độ ban đầu A(4, 3, 5), nếu sau 10 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động, phần tử này có tọa

độ mới là A’(5, 5, 3) Chất lỏng chuyển động đều, quỹ đạo là đường thẳng.

Bài 3.1:

Giải:

Phương trình tổng quát của chất lỏng chuyển động thẳng đều

Phần tử chất lỏng có tọa độ ban đầu A(4,3,5), sau 10 giây chuyển động có tọa độA’(5,5,3)

Ta có: 

Vậy: Phương trình chuyển động của phần tử chất lỏng:

Bài 3.2: Lập phương trình đường dòng đi qua điểm A(2, 4, 8) của một môi trường chất lỏng chuyển động, nếu hình chiếu

của lưu tốc lên các trục tọa độ như sau:

Mà đường dòng đi qua điểm A (2,4,8) nên ta có:

⇔ Phương trình đường dòng điểm A là:

Bài 3.27: Xác đ nh chân không đ nh xi phông và l u l ở đỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ợng nước chuyển qua nó, nếu ng n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c chuy n qua nó, n u ển qua nó, nếu ếu

H1 = 3,3m; H2 = 1,5m; d = 150mm; z = 6,8m c t n ột nước, còn các tổn thất cột ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c, còn các t n th t c t ổn thất cột ất cột ột nước, còn các tổn thất cột

n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c khác b qua Vẽ đ ỏ qua Vẽ đường năng và đường đo áp ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng năng và đ ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng đo áp.

Bài 3.27: Xác đ nh chân không đ nh xi phông và l u l ở đỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ợng nước chuyển qua nó, nếu ng n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c chuy n qua nó, n u ển qua nó, nếu ếu

H1 = 3,3m; H2 = 1,5m; d = 150mm; z = 6,8m c t n ột nước, còn các tổn thất cột ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c, còn các t n th t c t ổn thất cột ất cột ột nước, còn các tổn thất cột

n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c khác b qua Vẽ đ ỏ qua Vẽ đường năng và đường đo áp ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng năng và đ ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng đo áp.

Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2, mặt chuẩn O-O’ như hình vẽ ta có

Lưu lượng nước chuyển qua:

Bài 3.27: Xác đ nh chân không đ nh xi phông và l u l ở đỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ợng nước chuyển qua nó, nếu ng n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c chuy n qua nó, n u ển qua nó, nếu ếu

H1 = 3,3m; H2 = 1,5m; d = 150mm; z = 6,8m c t n ột nước, còn các tổn thất cột ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c, còn các t n th t c t ổn thất cột ất cột ột nước, còn các tổn thất cột

n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c khác b qua Vẽ đ ỏ qua Vẽ đường năng và đường đo áp ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng năng và đ ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng đo áp.

Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 1’-1’, mặt chuẩn O-O’, ta có

Bài 3.39: Nước chảy trong các ống A, B có cùng đường kính d cao áp suất giữa hai ống, người ta nối vào đó ống đo áp Xác định lưu tốc và lưu 1 = d 2 = 100mm Để đo độ chênh

lượng của dòng nước trong ống A, nếu tỷ năng ở ống A bằng ống B Chỉ số của áp

kế thủy ngân z = 1cm Lưu lượng trong ống B là QB = 11,8 l/s Hệ số α lấy bằng 1.

1 1

Bài 3.39: Nước chảy trong các ống A, B có cùng đường kính d 1 = d 2 = 100mm Để đo độ chênh

cao áp suất giữa hai ống, người ta nối vào đó ống đo áp Xác định lưu tốc và lưu lượng của dòng nước trong ống A, nếu tỷ năng ở ống A bằng ống B Chỉ số của áp

kế thủy ngân z = 1cm Lưu lượng trong ống B là QB = 11,8 l/s Hệ số α lấy bằng 1.

Bài 3.40: Nước chảy theo một ống có đường kính d = 150mm với lưu tốc v= 6m/s Ở phía dưới, nước

tỏa đều ra các phía theo phương bán kính giữa hai tấm phẳng hình tròn song song với nhau, có đường kính D = 800mm, đặt cách nhau a = 30mm Bỏ qua tổn thất cột nước, xác định áp suất tại điểm B nằm cách tấm A một khoảng D/4 = 200mm Nước chảy ra không khí.

Bài 3.40: Nước chảy theo một ống có đường kính d = 150mm với lưu tốc v= 6m/s Ở phía dưới, nước tỏa đều ra các phía theo phương bán kính giữa hai tấm phẳng hình tròn song song với

nhau, có đường kính D = 800mm, đặt cách nhau a = 30mm Bỏ qua tổn thất cột nước, xác định áp suất tại điểm B nằm cách tấm A một khoảng D/4 = 200mm Nước chảy ra không khí.

Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2, mặt chuẩn O-O’ như hình

vẽ ta có;

Áp dụng phương trình liên tục chất lỏng:

Bài 3.40: Nước chảy theo một ống có đường kính d = 150mm với lưu tốc v= 6m/s Ở phía dưới, nước

tỏa đều ra các phía theo phương bán kính giữa hai tấm phẳng hình tròn song song với nhau, có đường kính D = 800mm, đặt cách nhau a = 30mm Bỏ qua tổn thất cột nước, xác định áp suất tại điểm B nằm cách tấm A một khoảng D/4 = 200mm Nước chảy ra không khí.

Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 1’-1’, mặt chuẩn O-O’ như hình vẽ

Ta có

Vậy áp suất tuyệt đối tại điểm B là:

Bài 3.46: Tính g n đúng áp l c n ực nước (P) tác dụng lên cửa van phẳng (mở một phần) của ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c (P) tác d ng lên c a van ph ng (m m t ph n) c a ụng lên cửa van phẳng (mở một phần) của ửa van phẳng (mở một phần) của ẳng (mở một phần) của ở đỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ột nước, còn các tổn thất cột ủa

đ ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng h m d n n ẫn nước nằm ngang, nếu hệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c n m ngang, n u h s s c c n c a c a van đó là Tìm ằm ngang, nếu hệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ếu ệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ố sức cản của cửa van đó là Tìm ức cản của cửa van đó là Tìm ản của cửa van đó là Tìm ủa ửa van phẳng (mở một phần) của

bi u th c chung c a P và tính P khi đ ển qua nó, nếu ức cản của cửa van đó là Tìm ủa ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng h m có m t c t ngang hình ch nh t ặt cắt ngang hình chữ nhật ắt ngang hình chữ nhật ữ nhật ật (cao a = 2m, r ng b = 2,5m) l u l ột nước, còn các tổn thất cột ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ợng nước chuyển qua nó, nếu ng n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c Q = 15m 3 /s,

Bài 3.46: Tính g n đúng áp l c n ực nước (P) tác dụng lên cửa van phẳng (mở một phần) của ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c (P) tác d ng lên c a van ph ng (m m t ph n) c a ụng lên cửa van phẳng (mở một phần) của ửa van phẳng (mở một phần) của ẳng (mở một phần) của ở đỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ột nước, còn các tổn thất cột ủa

đ ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng h m d n n ẫn nước nằm ngang, nếu hệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c n m ngang, n u h s s c c n c a c a van đó là Tìm ằm ngang, nếu hệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ếu ệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ố sức cản của cửa van đó là Tìm ức cản của cửa van đó là Tìm ản của cửa van đó là Tìm ủa ửa van phẳng (mở một phần) của

bi u th c chung c a P và tính P khi đ ển qua nó, nếu ức cản của cửa van đó là Tìm ủa ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng h m có m t c t ngang hình ch nh t ặt cắt ngang hình chữ nhật ắt ngang hình chữ nhật ữ nhật ật (cao a = 2m, r ng b = 2,5m) l u l ột nước, còn các tổn thất cột ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ợng nước chuyển qua nó, nếu ng n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c Q = 15m 3 /s,

Viết phương trình động lượng cho đoạn dòng chảy được giới hạn bưởi hai mặt cắt 1-1 và 2-2:

Chiếu lên phương nằm ngang ta có:

Bài 4.30: N ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c ch y vào không khí theo ng ng n n m ngang có khóa, d ản của cửa van đó là Tìm ố sức cản của cửa van đó là Tìm ắt ngang hình chữ nhật ằm ngang, nếu hệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu ột nước, còn các tổn thất cột i c t n ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ớc chuyển qua nó, nếu c không

đ i H=16m Đ ổn thất cột ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng kính các đo n ng: =50mm, =70mm H s s c c n c a khóa ạn ống: =50mm, =70mm Hệ số sức cản của khóa ố sức cản của cửa van đó là Tìm ệ số sức cản của cửa van đó là Tìm ố sức cản của cửa van đó là Tìm ức cản của cửa van đó là Tìm ản của cửa van đó là Tìm ủa

=4,0 Xác đ nh l u l ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ợng nước chuyển qua nó, nếu ng qua ng n u ch tính t n th t c c b Vẽ đ ố sức cản của cửa van đó là Tìm ếu ỉnh xi phông và lưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ổn thất cột ất cột ụng lên cửa van phẳng (mở một phần) của ột nước, còn các tổn thất cột ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng năng và

đ ưu lượng nước chuyển qua nó, nếu ờng năng và đường đo áp ng đo áp.

1 1

2

2