Tuyển tập bài tập thủy lực đại cương

CHƯƠNG I: Bài 1: Trọng lượng riêng của nước là g = 9810 N/m3; tính khối lượng riêng của nó. (ĐS: r = 1000 kg/m3) Bài 2: Khối lượng riêng của thủy ngân là rtn = 13600 kg/m3, tính trọng lượng riêng của nó. (ĐS: gtn = 133500 N/m3) Bài 3: Tỷ trọng của nước biển là d = 1,03. Tính trọng lượng riêng và khối lượng riêng của nó. (ĐS: rn.b = 1030 kg/m3; gn.b = 10104,3 N/m3) Bài 4: Tính môđun đàn hồi của nước, nếu khi tăng áp suất lên 5at, thể tích nước ban đầu là W = 4m3 sẽ giảm đi 1dm3. (ĐS: K » 2.109 N/m2) Bài 5: Thể tích nước sẽ giảm đi một lượng là bao nhiêu khi áp suất từ 1at lên 101at, nếu thể tích ban đầu W = 50dm3. Cho biết bw = 5,1.10-10 (m2/N) (ĐS: DW = 0,25 dm3) Bài 6: Xác định hệ số nhớt động của dầu (g = 8829 N/m3) ở t = 500C, nếu m = 0,00588Ns/m2. (ĐS: n = 0,064 cm2/s) Bài 7: Tính ứng suất tiếp tại mặt trong của một ống dẫn nhiên liệu, cho biết: Hệ số nhớt động n = 7,25.10-5 (m2/s) Khối lượng riêng r = 932 (kg/m3) Gradien lưu tốc (ĐS: t = 0,27 N/m2) CHƯƠNG II: Bài 1: h1 = 40cm; γd = 7800N/m3; h2 = 50cm γN = 9810N/m3; h3 = 10cm; γTN = 13,6γN Tính p0dư? (ĐS: p0dư = 5316,6 N/m2) Bài 2: γd = 0,8γN h1 = 3m AB là hình chữ nhật (0,5x1m) Tính P ? (ĐS: ; ZD = 3,04 m) Bài 3: h1 = 3m h2 = 1,2m b = 2m γN = 9810N/m3 Xác định áp lực tác dụng lên BC (Trị số và điểm đặt). (ĐS: P = 74,15KN; yD = 1,89 m) Bài 4: H = 3m; a = 1,5m; R = 1,5m; b = 5m. Xác định trị số và điểm đặt áp lực tác dụng lên AB và BC (PAB và PBC)? (ĐS: PBC = 165,6KN; hD = 2,33 m PAB = 57,84KN; Tgb = 0,314 ) Bài 5: H = 2m a = 0,5m h1 = 0,2m γTN = 13,6γN Tính: 1. p0dư? 2. Áp lực tác dụng lên AB (Trị số và điểm đặt) (ĐS: P0dư = 7036,2N/m2 ; hD = 2,23m ) Bài 6: Cửa chắn nước quay quanh A có: b = 3m; H1 = 3,0m H2 = 0,5m Xác định A sao cho cửa chắn cân bằng với a = 600 (ĐS: P = 148,67 KN; Đặt cách mặt thoáng 1,02m) CHƯƠNG III: Bài 1: Ống đẩy quạt gió: d1 = 200mm; d2 = 300mm Q = 0,833m3/s Áp suất dư tại mặt cắt 1 – 1 là 981N/m2; γkk = 11,77N/m3 Bỏ qua sự thay đổi trọng lượng riêng của không khí và sức cản của đoạn ống 1 – 2. Xác định áp suất không khí tại mặt cắt 2 – 2. (ĐS: p2 = 1320N/m2) Bài 2: Nước chảy từ bể chứa hở vào không khí theo ống tròn: d1 = 50mm; d2 = 40mm; d3 = 25mm. Q = 2,77(l/s) Bỏ qua tổn thất cột nước. 1. Xác định chiều cao H; 2. Vẽ đường năng, đường đo áp. (ĐS: H = 1,63m) Bài 3: Nước chảy từ bình trên xuống bình dưới (hình vẽ) d1 = 150mm; d2 = 125mm; d3 = 100mm H = 2,6m P0dư = 0,3at Bỏ qua tổn thất ma sát dọc đường và tổn thất khi ra khỏi ống. Biết tổn thất cột nước ở chổ vào là 0,2m ở mỗi chỗ thu hẹp sau đó 0,4m 1. Xác định lưu lượng nước chảy qua ống 2. Vẽ đường năng, đường đo áp. (ĐS: Q = 74,6 l/s) CHƯƠNG IV Bài 1: Q = 1l/s; d1 = 40mm; d2 = 20mm Dầu n = 0,202cm2/s 1. Xác định trạng thái chảy tại mặt cắt đầu ống (1 – 1) và mặt cắt cuối ống (2 – 2). 2. Muốn có chảy rối ở mặt cắt (1 – 1) thì lưu lượng dầu phải là bao nhiêu? (ĐS: 1. Mặt cắt 1 – 1 chảy tầng; mặt cắt 2 – 2 chảy rối 2. Q ³ 1,47 l/s) Bài 2: Dầu chuyển qua ống có đường kính d = 150mm l = 1000m; Q = 2,42l/s Dầu n = 0,20 cm2/s Tính tổn thất dọc đường trên đoạn ống. (ĐS: hd = 0,395m) Bài 3: Ống dẫn nước d = 200mm; l = 1000m; Q = 5 l/s t = 20 0C (n = 0,0101cm2/s) Xác định tổn thất cột nước. (ĐS: hd = 0,153m) Bài 4: Nước chảy từ bể vào không khí theo ống ngằn nằm ngang có khóa H = 16m = Const d1 = 50mm; d2 = 70mm. Sức cản của khoá zK = 4,0. Bỏ qua tổn thất dọc đường (chỉ tính tổn thất cục bộ) Tính lưu lượng qua ống. Vẽ đường năng, đường đo áp (ĐS: Q = 14,2l/s) Bài 5: H = 1m Podư = 1,4at l1 = 25m; d1 = 50mm; l1 = 0,025 l2 = 15m; d2 = 150mm; l2 = 0,02 1. Tính Q? 2. Vẽ đường năng, đường đo áp. (ĐS: Q = 8,44l/s) CHƯƠNG V Bài 1: Nước chảy từ bình qua 2 lỗ cùng đặt trên một đường thẳng ở độ cao khác nhau. Xác định cột nước H1 sao cho cả 2 luồng chảy cùng rơi xuống sàn tại 1 chổ. Biết H = 2,5m; H1 = 1m. (ĐS: H2 = 1,5m) Bài 2: Một bể chứa được chia ra 3 ngăn bằng các thành chắn có lỗ. Thành 1: Hình chữ nhật w1 = 8,5cm2. Thành 2: Hình vuông đặt kế đáy có cạnh a = 4cm Thành ngoài có lỗ hình tròn d = 3cm. H = 3,1m = Const Xác định: 1. Lưu lượng nước chảy qua lỗ. 2. Các cột nước H1; H2; H3 cho 2 trường hợp: Dòng chảy qua lỗ ngoài cùng vào không khí Gắn vào lỗ ngoài 1 vòi hình trụ tròn. (ĐS: Lỗ ngoài cùng vào không khí: Q=2,5 l/s; H1=1,14m; H2=0,30m; H3 = 1,66m Gắn vào 1 vòi hình trụ: Q = 2,84 l/s; H1=1,48m; H2=0,39m; H3 = 1,23m) Bài 3: Cho thùng đựng nước như hình bên; đựng đầy nước. D = 1m L = 1m Lỗ K có w = 10cm2; m = 0,6 1. Tính thời gian để xả hết nước trong thùng 2. Tính thời gian xả hết nước khi thùng đặt đứng 3. Tính L để thời gian xả hết nước khi thùng đặt ngang và đặt đứng bằng nhau (ĐS: 1. T1 = 501,69s; 2. T2 = 591,04s; 3. L = 1,39m) Bài 4: W = 0,6 m2 m = 0,6 w = 10cm2; Qvào = 1l/s; H1 = 0,8m Tính thời gian cần thiết để nước thay đổi DH = 0,5m. (ĐS: T = 344s) Bài 5: Xác định lưu lượng nước chảy ra khỏi bể kín theo một ống có mặt cắt thay đổi; cho biết: podư = 0,2at; H = 0,8m d1 = 70mm; l1 = 5m; d2 = 100mm l2 = 7,5m; d3 = 50mm; l3 = 4m l = 0,028; zK = 3,0. (ĐS: Q = 5,33 l/s) Bài 6: H1 = 1m; W = 2m2 w = 10cm2 = 10-3m2; m = 0,6 Tính thời gian tháo hết nước trong bình. (ĐS: T = 22'38") Bài 7: dvòi = 0,2 (m) dlỗ = 0,4 (m) l = 0,7m H2 = 1m; Q = 140(l/s) mvòi = 0,83; mlỗ = 0,61 1. Tìm H3; H4? 2. Tính SQra = Q1 + Q2 + Q3. H3 = 1,47 (m) H4 = 1,036 (m) Qra = 0,583 (m3/s) Đáp số: CHƯƠNG VI Bài 1: 2 bể đựng nước A và B nối với nhau bằng đường ống AB (ống thường) LAB = 50cm d = 50mm; H = 2(m) 1. Tính QAB ? 2. LAC = LBC = 25m Qc = 5(l/s). Tính QAC và QBC? 3. Tính QAC và QBC khi QC = 1(l/s) 4. Tính QAC và QBC khi QC = 10 (l/s). (ĐS: 1. QAB = 1,66 l/s 2. QAC = 3,05 l/s; QBC = 1,95 l/s 3. QAC = 2,07 l/s; QBC = 1,07 l/s 4. QAC = 5,28 l/s; QBC = 4,72 l/s Bài 2: Đoạn ống gồm 3 ống nối song song dẫn nhiên liệu Q = 80 (l/s) l1 = 500m; d1 = 150mm l2 = 350m; d2 = 150mm l3 = 1000m; d3 = 200mm Dùng loại ống bình thường Tính Q1, Q2, Q3 và H. (ĐS: Q1 = 21,5 l/s; Q2 = 25,7 l/s; Q3 = 32,8 l/s H = 9,2 m) Bài 3: Đoạn ống gồm 3 ống nối nối tiếp (ống sạch) L1 = 500m; d1 = 150mm l2 = 350m; d2 = 150mm l3 = 1000m; d3 = 200mm Qvào = 100(l/s); Qth = 20(l/s) Tính Q1; Q2; Q3 và HAB? (ĐS: Q1 = 46,65 l/s; Q2 = 29,05 l/s; Q3 = 24,30 l/s; HAB = 9,10m) CHƯƠNG VII Bài 1: Kênh dẫn có: m = 2; n = 0,025; i = 0,0004 Q = 80m3/s; v = 1,3m/s Tính b? (ĐS: h = 2,66m; b = 17,81m) Bài 2: Kênh dẫn có: m = 2; n = 0,025; i = 0,0004; Q = 80 m3/s Tìm VMax? (ĐS: h = 4,76m; b = 2,24m; vmax = 1,43 m/s) Bài 3: m = 2; n = 0,025; i = 0,0004; Q = 80 m3/s b = 7; Tìm b, h? (ĐS: b = 18,37m; h = 2,62m; v = 1,29 m/s)