Đề thi môn thủy lực - P2

Đây là đề thi trắc nghiệm môn Thủy Lực Đại Cương của trường ĐH xây dựng HÀ NỘI dành cho các bạn sinh viên chuyên ngành tham khảo.

Trang 1

Trờng ĐHKT Hà nội Đề thi môn Thuỷ lực đại cơng

Bộ môn : Thuỷ lực Thời gian làm bài 90 phút

Đề số : A1 / TL ( HS không đ ợc dùng tài liệu- GV không giải thích gì thêm)

Lý thuyết (3 điểm)

Thiết lập phơng trình vi phân cơ bản của chất lỏng cân bằng (phơng trình ƠLe),

điều kiện cân bằng

Bài toán (7 điểm)

Nớc từ ngăn 1 qua lỗ sang ngăn 2 của bể

đặt trên cao và cấp xuống miệng phun nh hình

vẽ Lỗ thông hai ngăn, chảy ngập có  =

0.049 m2,   0 , 65; cao trình mặt nớc ngăn đầu

m

B  38

 Tuyến ống có áp có D =100 mm,

03

,

0



 dài l = 150m, 2 chỗ uốn cong, mỗi chỗ

có c  0 6 Cuối có miệng phun d = 50mm đặt

đứng, miệng ở cao trìnhv  5m Tổn thất cục

bộ tại miệng phun  

g

v v

h c

2 85 , 1

2

1 

 (với v1 là

lu tốc tại vòi phun, v là lu tốc trong ống)

Yêu cầu: Tính độ cao lý thuyết phun đợc

theo phơng đứng của dòng tia tại vòi (Z)?

Thành lập công thức tính áp suất thuỷ tĩnh và phơng trình mặt đẳng áp đối với chất lỏng trọng lực

Bài toán (7điểm)

Một máy bơm nớc sạch tiêu hao công suất trên trục N= 31kw Hiệu suất của máy

 =81% Lu lợng Q = 26l/s,   1000kG/m3 Chiều cao đặt trục máy so với mực nớc trong

bể hút ZB = 4m Tổng hệ số kháng ( bao gồm kháng dọc đờng và cục bộ) của ống hút h

=12, đờng kính ống hút và ống đảy bằng nhau Dh = Dđ =150 mm Yêu cầu tính:

+ Cột áp toàn phần của máy bơm HB?

+ Độ chân không tối đa trong ống hút bằng bao nhiêu?

+ Trị số áp lực đo đợc tại áp kế lắp sát đầu ống đảy của máy bằng bao nhiêu? Biết cao độ tâm mặt cắt đặt áp kế bằng độ cao ZB của trục máy bơm

Thiết lập công thức tính áp suất thuỷ tĩnh tại một điểm và phơng trình mặt đẳng

áp của môi trờng chất lỏng tĩnh tơng đối có khối lợng riêng  (kg/m3), chuyển động thẳng với gia tốc a không đổi

Trang 2

Bài toán (7điểm )

Xác định trị số áp suất đo đợc tại áp kế M trong hệ

thống đảy nớc bằng khí nén Nớc từ bể kín phía dới

lên bể trên với lu lợng Q = 2 l/s Biết D = 25 mm, t =

200c, 0 , 0101cm /2 s



 ,  0 , 2mm, l =15m, H =

0,5m Hệ số kháng K  6; V  0 , 5; RA  1;





R

D

t

8

,

32

 ; Hệ số  trong các trạng thái tính nh

sau:

Rối trơn: ( 1 , 8 lg 1 , 5 ) 2

1





e

R

Rối nhám: 1 2 lg  1 , 14



Rối quá độ:

25 , 0

100 46

, 1 1 ,

0    



e

R D



Thành lập công thức tính áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên thành phẳng dạng bất kỳ (trị

số và tâm áp)

Một tấm phẳng, đặt thẳng góc với trục của dòng

tia tự do tách một phần lu lợng của dòng tia Q1 chảy dọc

theo tấm; phần lu lợng còn lại bị lệch đi một góc  Cho

biết vận tốc các dòng tia v = 30m/s Lu lợng tổng cộng

Q= 36 l/s Lu lợng bị tách theo tấm phẳng Q1= 12 l/s

Xác định lực tác dụng của dòng tia lên tấm phẳng và

góc nghiêng của dòng tia  Bỏ qua trọng lợng của chất

lỏng và lực ma sát trên tấm phẳng

Thành lập công thức tính áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt cong chịu lực(trị số

và tâm áp)

Dòng chảy tầng trong máng hở mặt cắt chữ nhật có chiều rộng b, độ sâu nớc là h

Lu tốc u trên mặt cắt ớt thay đổi theo quy luật:





























2

1

h

y u

u MAX trong đó uMAX là lu tốc lớn nhất trên mặt nớc; y là điểm có

lu tốc u tính từ mặt nớc xuống (0  y h) Yêu cầu:

+ Biểu diễn lu tốc trung bình v theo u

Trang 3

+ Tính hệ số sửa chữa động năng 

Thành lập phơng trình vi phân liên tục của chuyển động ổn định, không ổn định,

chất lỏng nén đợc và không nén đợc

Tính độ chênh mực nớc giữa 2 bể chứa cần thiết để dẫn qua lu lợng Q = 7,85l/s ống

đờng kính d= 150mm, dài l = 150m Độ nhám  =0,5 mm,

nhiệt độ của nớc t = 200C ( = 0.0101cm2/s) Chiều

dày lớp mỏng chảy tầng tính theo công thức





R

D

t

8

,

32

 ; Hệ số  trong các trạng thái tính nh

sau:

) 5 , 1 lg 8 , 1 (

1





e

R

Rối nhám: 1 2 lg  1 , 14



25 , 0

100 46

, 1 1 ,

















e

R D



Thành lập phơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng lý tởng (phơng trình

ƠLe)

Dới cột nớc H= 6m, ống xi phông phải chuyển qua một lợng nớc Q = 50 l/s , đờng kính ống d = 200mm Điểm nguy hiểm A nằm cao hơn mực nớc thợng lu h = 3m, chiều dài đoạn trớc điểm A là l1= 100m, đoạn sau điểm A dài l2 = 60m Đầu vào có van 1 chiều

và lới chắn rác với L = 5, mỗi chỗ uốn cong có UC = 0,3, chỗ ra RA = 1

Xác định độ chân không lớn nhất

trong xi phông và hệ số tổn thất cục bộ tại

van (K) để thoả mãn điều kiện trên Hệ số

 tính theo công thức 1 / 3

02 , 0

d





Trang 4

Thành lập phơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng lý tởng viết dới dạng phơng trình Gơ-rô-mê-cô (phơng trình dạng hình chiếu và dạng véc tơ)

ở cuối ống chảy có áp D= 600mm dẫn nớc vào tua bin của nhà máy thuỷ điện có một vòi đờng kính miệng ra d = 200 mm, tổn thất trong đoạn vòi thu hẹp tính theo công thức

g

v v

h C

2

) ( 04

,

0

2

1 

 , trong đó v- vận tốc trong ống; v1- vận tốc tại miệng ra của vòi Chiều dài tổng cộng của tuyến dẫn L = 1300m Xác định lu lợng, công suất của luồng nớc

và hiệu suất của ống khi cột nớc H = 250m

Chỉ rõ mặt cắt K đặt ở độ sâu bao nhiêu để áp d tại đó bằng 0,25 at, biết chiều dài

từ hồ đến đó L1 = 500m

Tổn thất cục bộ bỏ qua, độ nhám của

ống  = 0,2mm, nớc chảy trong khu bình

phơng sức cản, hệ số  xác định theo công

thức: 1 2 lg  1 , 14



Thành lập phơng trình Béc-nui- y đối với chuyển động ổn định của chất lỏng lý

t-ởng trọng lực và chất lỏng lý tt-ởng chuyển động tơng đối

Xác định áp suất (pd) trên mặt thoáng

của thùng tích năng lắp ở sát đầu đảy của

máy bơm và áp lực bơm toàn phần của

máy bơm (HB ) cấp nớc tự động

Biết Q=15l/s ống đảy có D=150mm, L

=1200 m,  = 0,5 mm,  = 0,0101cm2/s,

bỏ qua tổn thất cục bộ ống hút có D =

200 mm, Lh = 12m ,  =0,003, c  5

( tổng hệ số kháng cục bộ ) Cao trình

mực nớc tại bể hútZ B   3 , 5m, tại mặt

n-ớc trong thùng tích áp là Z T 1,5 m Cốt

đo áp tại A (điểm đầu mạng) là Z A 65

m trục máy bơm cốt 0,0m Chiều dày lớp

mỏng chảy tầng





R

D

t

8 , 32

 Hệ số  của ống đảy trong từng trạng thái tính nh sau:

) 5 , 1 lg 8 , 1 (

1





e

R

Rối nhám: 1 2 lg  1 , 14



25 , 0

100 46

, 1 1 ,

















e

R D



Trang 5

Thành lập phơng trình Béc- nui-y đối với dòng nguyên tố chất lỏng lý tởng chuyển

động ổn định

Nớc từ bể hở A có diện tích mặt

thoáng  = 50m2, tháo ra kênh hở theo

một xi phông Tính thời gian tháo nớc từ

H1 = 7m đến H2 = 3m và áp suất chân

không lớn nhất tại đỉnh xi phông khi H2 =

3m? Biết xi phông có 4 đoạn, D=

200mm,  =0,3 , CRÊPIN = 5 , UC = 0,5 ,

K = 6, L1= L2= L3= L4= 15 m, H3 = 4 m

RA = 1

Thành lập phơng trình Béc- nui-y đối với toàn dòng chất lỏng thực chuyển động

ổn định

Bài toán (6điểm)

Một trục máy  = 15cm đợc giữ thẳng đứng trong ổ trục

dài l = 25cm Khe hở đồng trục không đổi t = 0,1mm chứa đầy

dầu với  = 125 centi poa-zơ Trục quay 240v/ph Tìm ngẫu lực

cản do ổ trục gây ra và công suất tiêu hao.

[1 centi poa-zơ = poa  zo

1000

1

(P)]

Thành lập phơng trình động lợng cho toàn dòng chảy ổn định, chất lỏng không nén

đợc

Trang 6

Một bình hình trụ hở cao 2m, đờng

kính 1 m, chứa 1,5 m nớc Bình quay quanh

trục thẳng đứng, tìm :

1-Vận tốc góc cố định  là bao nhiêu để

nớc không tràn ra khỏi bình?

2-Tìm áp suất tại C và D ở đáy bình khi

vận tốc quay  =5,0 rad/s

Thành lập phơng trình cơ bản của dòng chảy đều.

Một áp kế vi sai gồm ống chữ U đờng kính d =5

mm nối 2 bình có đờng kính D =60 mm với nhau Máy

đựng hai loại chất lỏng không hoà tan vào nhau, có

trọng lợng riêng gần bằng nhau là rợu êtylen (

3

1  8535N/m

2  8142N/m

(giữa 2 chất lỏng có một nút ngăn di chuyển đợc)

Lập mối liên hệ giữa độ chênh áp suất

2

p

p 

 của khí mà áp kế phải đo với độ dịch

chuyển của mặt phân cách các chất lỏng (h) tính từ vị trí

ban đầu của nó (khi p =0) Xác định p khi h =

280mm

Chỉ rõ chỉ số của máy sẽ giảm xuống bao nhiêu

lần với p cho trớc, nếu:

a) Trong máy không có các bình;

b) Máy chỉ đựng một loại chất lỏng 1

Thành lập công thức tổng quát Đacxi- tính tổn thất dọc đờng và Công thức Sêdi

Thùng kín, chứa nớc có lỗ chữ nhật kích thớc DxL ở

đáy Lỗ đợc đậy kín bằng một vật hình lăng trụ có đáy là

nửa hình tròn đờng kính D Biết áp suất tuyệt đối trên mặt

thoáng p0 = 49050 N/m2, L =5 m, D =1m Khối lăng trụ có

trọng lợng G = 8000N

Hỏi: 1- Với H bằng bao nhiêu thì vật đậy lỗ bị nổi?

Trang 7

2- Tính áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên vật với

H=12m

Thiết lập công thức phân bố lu tốc trong dòng chảy tầng và tính hệ số  trong dòng chảy tầng

Tuốc bin nhận lu lợng nớc Q1 dới

cột nớc cao 700m, cuối tuyến dẫn có áp

có một đầu phun có đờng kính d =150

mm Dòng phun thẳng góc vào gàu và đi

ra khỏi gàu với góc  = 100 Bỏ qua tổn

thất do ma sát trong ống, trong dòng

phun và trên mặt gàu, biết v2 v1 v;

3

Q 

Xác định lực do dòng tia tác dụng

lên gàu trong 2 trờng hợp:

+ Gàu đứng yên

+ Gàu chuyển động với vận tốc

v

u

2

1

 (m/s)

Trình bày thí nghiệm Ni-cu-rat-sơ về ảnh hởng của trạng thái chảy đối với tổn thất cột nớc và những kết luận rút ra từ thí nghiệm này

Xe chở nớc dài 3,6 m, cao 2,5 m Chiều cao nớc

trong xe khi đứng yên là 1,5m Xe lên dốc có = 300

1 Xác định gia tốc của xe để nớc không bị tràn ra

ngoài

2 Tính áp lực nớc trên thành trớc và thành sau

bồn chứa khi đó, biết chiều rộng bồn là 1,2 m

Trang 8

Chứng minh công thức Boóc-đa tính tổn thất cục bộ của dòng chảy mở rộng đột ngột trong ống

Dầu có  = 8829 N/m3,  = 0,5 cm2/s chứa đày

trong một téc hình trụ có đờng kính D = 2m, chiều

dài B = 4m có lỗ thông với khí ở trên và đợc tháo ra

khí trời theo một ống có d = 150mm, dài l =30m và H

= 2m Bỏ qua tổn thất cục bộ, biết trạng thái chảy của

dầu là chảy tầng, tính thời gian tháo cạn téc

Thành lập công thức tính lu lợng của dòng chảy ổn định, tự do qua lỗ nhỏ thành mỏng

Một nắp đậy AB hình tròn đờng kính 1 m

dùng để đậy kín lỗ ở thành bể chứa chất lỏng Bể

chứa một lớp nớc cao 2m và một lớp dầu cao 4m

( = 0.86) áp suất d của không khí trên mặt

thoáng bình là 120 kPa Xác định áp lực nớc tác

dụng lên cửa van và tìm độ sâu tâm áp

Xác định thời gian làm ngang bằng mực nớc trong trờng hợp mực nớc thợng lu và hạ

lu của hai bể hình lăng trụ đứng đều thay đổi Biết lỗ thông ở vách ngăn ở hai bể có diện tích , hệ số lu lợng là  Diện tích mặt thoáng 2 bể là 1, 2 là không đổi

Bài toán (7 điểm)

Trang 9

Một cửa van phẳng chữ nhật chắn nớc,

rộng b= 8m, đặt nghiêng = 300, có chiều

cao H1= 2 m, H= 6 m, hạ lu không có nớc

Cửa van trên cấu tạo bằng 5 tấm đặt theo

ph-ơng ngang, mỗi tấm tỳ lên 1 dầm thép chữ

I(đặt tại tâm áp của từng tấm), sao cho áp

lực thuỷ tĩnh tác dụng lên các tấm là nh

nhau

Xác định chiều cao kích thớc từng tấm và

vị trí dầm chữ I đỡ các tấm

Tính toán dòng chảy ổn định qua vòi: Xác định lu lợng, độ chân không và ảnh hởng của độ chân không trong vòi

Xác định khoảng thời gian để mực nớc

hai bể ngang nhau Các bể là hình trụ(có diện

tích mặt nớc 1=20 m2, 2=16 m2) đợc nối với

nhau bằng ống ngắn thuỷ lực, dài l =10m, d

=100mm, hai chỗ uốn cong UC =0,29, V

=0,5; RA = 1,  = 0,0419 Độ chênh mực nớc

ban đầu H = 6m (vị trí miệng ống đặt thấp hơn

mực nớc thấp nhất)

trờng ĐHKT Hà nội Đề thi môn Thuỷ lực đại cơng

Tính toán thuỷ lực đờng ống nối tiếp, ống song song, ống tháo nớc liên tục

Trang 10

Xác định áp lực(trị số áp lực và tâm áp) của dầu

(=0,8) tác dụng lên cửa van hình trụ bán kính 3m, dài

4m nh hình vẽ Đế kê có góc nghiêng 450

Trình bày các bài toán về kênh hình thang

Bài toán (7 điểm)

Một ống dẫn nớc đoạn đầu nằm ngang

có D1 = 800 mm, sau uốn cong thành góc

450, và thu dần thành đờng kính D2 =

300mm để nối tiếp với đoạn ống khác Biết

áp d tại mặt cắt 1-1 là pd =49050N/m2, lu

l-ợng Q = 0,3m3/s

Xác định lực tác dụng lên thành đoạn

ống cong nói trên Trong tính toán bỏ qua

tổn thất năng lợng và trọng lực của chất

lỏng

Tính toán thuỷ lực về đờng ống của máy bơm ly tâm

Tính thời gian tháo cạn nớc ra khỏi bình hình nón tròn xoay có đỉnh quay xuống

d-ới áp suất trên mặt nớc và tại cửa ra bằng áp suất khí quyển Bình cao h = 8 m, đờng kính mặt nớc đỉnh trên cùng lúc ban đầu D = 12m, lỗ tháo nớc đặt tại đáy bình có  

0,015m2, hệ số lu lợng l  0 , 63

Tiêu đề	Đề thi môn thủy lực đại cương
Trường học	Trường ĐHKT Hà Nội
Chuyên ngành	Thủy lực
Thể loại	Đề thi
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	251,5 KB