Đề thi kết thúc học phần: Kỹ thuật thuỷ khí Đề số: 3
Một quả cầu là một cửa van đóng kín miệng ống tròn có cùng đường kính d như hình vẽ, van được gắn vào 1 bản lề tại A. Biết chất lỏng có tỷ trọng =1,2; chỉ số áp kế là pdư=0,35at; đường kính van d=1,6m; H=1,2m. 1/ Tìm áp lực dư chất lỏng tác dụng vào cửa van? 2/ Tìm lực tối thiểu cần thiết tác dụng tại điểm B để cửa van cầu cân bằng như hình vẽ?
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề thi kết thúc học phần: Kỹ thuật thuỷ khí Đề số: 3, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
HỘI ĐỒNG THI KHOA KHCB
BỘ MÔN CƠ HỌC
Đề thi kết thúc học phần: Kỹ thuật thuỷ khí
Đề số: 3 - Thời gian làm bài: 70 phút
Trưởng Bộ môn ký duyệt
Ghi chú:
Sinh viên không được: sử dụng tài liệu; viết vẽ vào đề thi. Đề thi phải nộp cùng bài thi.
( C¸c kÕt qu¶ lµm trßn ®Õn 2 sè sau dÊu phÈy)
C©u 1 (4điểm)
B
Áp kế
A
H
Một quả cầu là một cửa van đóng kín miệng ống tròn có cùng đường kính d như hình vẽ, van được gắn vào 1 bản lề tại A. Biết chất lỏng có tỷ trọng d=1,2; chỉ số áp kế là pdư=0,35at; đường kính van d=1,6m; H=1,2m.
1/ Tìm áp lực dư chất lỏng tác dụng vào cửa van?
2/ Tìm lực tối thiểu cần thiết tác dụng tại điểm B để cửa van cầu cân bằng như hình vẽ?
1/ Đáp án:
Px = ( po + ghCX) wx
= ( po + g(H+d/2)) pd2/4
= (0,34.98100+ 1,2.9810 .2). 3,14.1,62/4
= 116313,6 N
Pz = (po. wz + g VAL )
= (po. pd2/8 + g (4/3 pd3/8)
= (po/8+ g d/12) pd2
= (0,35.98100+ 1,2.9810.1,6/12).3,14.1,62
= 47116,88 N
Vậy: P = (Px2+Pz2)0,5 = 125494,43 N
Góc nghiêng a so với phương ngang của áp lực là:
a = arctg (PZ/Px) = 22o
Vậy áp lực dư chất lỏng tác dụng lên cửa van có giá trị bằng 130754,96 N, hướng vào tâm O của cầu và hợp với phương ngang một góc 27,18o
2/ Viết phương trình mômen của áp lực và lực giữ tối thiểu với trục đi qua A ta được:
F.d – P. d/2 cosa = 0
F = (P .cosa)/2 = 58156,8 N
C©u 2 (6điểm)
Chất lỏng có trọng lượng riêng g=8000N/m3 chảy từ bể chứa tương đối lớn theo hai đường ống nối tiếp nhau ra ngoài khí trời (như hình vẽ). Biết áp suất trên mặt thoáng của bể có giá trị dư là 0,1at. Biết lưu lượng chảy trong các ống Q=20 (l/s); hệ số nhớt động của chất lỏng n=0,0065cm2/s; đường kính ống d1=100mm; d2=150mm; chiều dài các ống l1=35m; l2=50m. Hệ s tổn thất cục bộ tại cửa vào ống xcv=0,5; tại vị trí uốn xu =2,2; tại khoá K xK=5; tại vị trí mở rộng xmr=0,87 (ứng với vận tốc trước tổn thất). Trường hợp chất lỏng chảy rối tính l theo công thức: và a=1; lấy g=9,81m/s2. Chảy tầng lấy a=2.
1/ Tìm chiều cao cột nước H? 4điểm
2/ Vẽ đường năng, đường đo áp? 2điểm
po
K
d1
d2
H
Đáp án:
1/
v2 = v1/2,25 = 1,13 m/s
Re1 = 392307 >2320 chảy rối trong ống 1
l1 = = 0,014
Re2 = 260769 >2320 chảy rối trong ống 2
l2 = = 0,015
Viết phương trình Bernoulli cho đoạn dòng chảy từ mặt thoáng (mặt cắt A-A) đến cuối ống 2 ( mặt cắt B-B):
hwA-B = (xcv + xu + xK +xmr +l1.l1/d1).v12/2g + l2.l2/d2 /v22/2g
= 3,73m
Vậy H +1,23 = 0,065 +3,73
H = 2,57 m
2/ Vẽ đường năng đường đo áp như hình vẽ.
