Bài Tập Cơ Lưu Chất Tiến Sĩ Lê Song Giang ĐH Bách Khoa TPHCM

Bài tập Cơ lưu chất Tiến sĩ Lê Song Giang ĐH Bách Khoa TPHCM 11 5,4K 17 TẢI XUỐNG 17

Đang tải... (xem toàn văn)

XEM THÊM TẢI XUỐNG 17

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

1 / 11 trang TẢI XUỐNG 17

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	1,15 MB

Nội dung

Bài tập Cơ học lưu chất của Tiến sĩ Lê Song Giang. Giảng viên bộ môn Cơ lưu chất. Khoa Kỹ thuật Xây dựng. Trường Đại học Bách Khoa Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. Bài tập các chương: Chương 1. Các tính chất cơ học cơ bản và định luật Newton về ma sát nhớt. Chương 2. Các phương trình áp suất và áp lực tĩnh. Chương 3. Mô tả vận tốc dòng và phương trình liên tục. Chương 4. Phương trình năng lượng và bài toán đường ống. Chương 5. Phương trình động lượng. Chương 6. Dòng chảy đều trong kênh hở. Chương 7. Lực nâng và lực cản.

Bài 1.8 Một chất lỏng chứa đầy xi-lanh tích V=25cm3 Khi nén piston làm áp suất tăng 15at thể tích chất lỏng xi-lanh giảm xuống 24,9cm3 Hỏi suất đàn hồi chất lỏøng? ĐS: 3,68.108N/m2 Bài 1.9 Một bình chứa khí tích V0 = 1m3, áp suất tuyệt đối p0 = 1at Người ta nén thêm khí vào bình qua vòi bên hông bình để bình đạt áp suất tuyệt đối p1=3at Thể tích khí cần nén vào 60 m3 Tìm áp suất tuyệt đối khí trước nén vào bình Giả thiết trình nén đẳng nhiệt vỏ bình không biến đổi ĐS: 0,033at Bài 1.13 Một phẳng có diện tích A = ab chuyển động với vận tốc V = 4,5m/s mặt phẳng ngang với lớp dầu có bề dày h = 20mm Dầu có tỷ trọng  = 0,8 hệ số nhớt động học   5.10 4 m s Vận tốc đo vò trí y = h/2 2,0m/s Biết vận tốc lớp dầu phân bố theo dạng: u = C1y2 + C2y Cho a = 1,0m; b = 0,5m Xác đònh lực ma sát đáy phẳng y V u h Hình 1.13 ĐS: 55N Bài 1.14 Gió thổi mặt nước có phân bố vận tốc u = 1085y – 108.y3 (m/s) với y tính mét Biết độ nhớt động học không khí 15,1.10-6 m2/s khối lượng riêng không khí 1,2 kg/m3 Tính ứng suất ma sát mặt nước ĐS: 0,0197 N/m2 Bài 1.16 Dầu chảy khe hẹp có chiều dày 2.t=10mm với vận tốc V=0.02m/s Ởû khe có phẳng có diện tích A = 0.2m2 Dầu có độ nhớt động lực học =8,14.10-2 Pa.s Tính lực F cần thiết để kéo phẳng A để không bò trôi ĐS: 0.13 N Bài 1.17 Hai lớp chất lỏng hình vẽ có chiều dày t có hệ số nhớt động lựïc 1=0,4Ns/m2, 2= 0,2 Ns/m2 Trên mặt thoáng lớp chất lỏng có phẳng di chuyển với vận tốc Vo = m/s Mặt đáy lớp chất lỏng cố đònh Xem phân bố vận tốc lớp chất lỏng tuyến tính, vận tốc V mặt phân chia hai lớp chất lỏng : ĐS: m/s  A t V  t Hình 1.16 11 Vo t 1 V 2 Hình 1.17 t Bài 1.19 Người ta tính độ nhớt động lực học  dầu thí nghiệm cho hình bên Cho biết V=0,5m/s; t=1,25 mm, phẳng vuông a=1m, trọng lượng G=200N Cho góc nghiên  = 20O Bỏ qua trọng lượng lớp dầu Tính giá trò  ĐS: 0,171 Pa.s t a V  G Hình câu 1.19 Bài 1.22 Trục tròn đường kính D=4cm quay ổ lót dài L=5cm Khe hẹp trục ổ lót rộng t=0,02mm, bôi trơn nhớt với =0,03Pa.s Trục quay với tốc độ 150 vòng/phút Xác đònh công suất ma sát ĐS: 0,929W Bài 2.12 Một chất lỏng khơng hòa tan đổ vào bồn dầu, hở chìm xuống phía Độ sâu lớp chất lỏng 1.5m Độ sâu lớp dầu phía 5.0m Trọng lượng riêng dầu 8.5kN/m3 Áp kế gắn đáy bồn 65kPa Khối lượng riêng chất lỏng bao nhiêu? ĐS: 1500kg/m3 Bài 2.15: Nước, xăng (δ=0.8) chất lỏng khác (δ=1.6) chứa bên bình hở Hình 2.15 Hãy tính chiều cao h ĐS: 1.375m Hình 2.28 Bài 2.31 Van AB hình tròn gắn thành bình hở, chứa dầu (δ=0.82) hình 2.31 Hãy tính độ lớn áp lực dầu tác dụng lên van ĐS: 46.7kN Hình 2.15 Bài 2.23 Ống đo áp chứa dầu SAE30 (δ=0.9) nối đường ống A chứa nước bình kín B chứa chất lỏng có tỉ trọng δ=1.45, Hình BÀI 2.23 Áp suất dư tâm đường ống 172kPa Hãy tính áp suất dư khí bình B ĐS:170715Pa Hình 2.21 Bài 2.32 Trên Hình 2.32, cửa nước AB hình tròn, có đường kính 80cm, đậy vật nặng có khối lượng 200kg Hãy tính chiều cao h lớn để vật nặng chặn nước ĐS: 0.4m Hình 2.23 Bài 2.28 Piston có đường kính 8cm đẩy dầu (δ=0.827) dâng lên ống đo áp nghiêng, Hình BÀI 2.28 Khi vật nặng W thêm vào piston, dầu ống áp dâng lên them đoạn 10cm Hãy tính trọng lượng vật W Hình 2.32 Bài 2.39: Van AB, hình 2.39, có dạng nửa hình tròn, giữ lực P nằm ngang quay quay lề B Hãy tính độ lớn lực P Hình 2.45 Hình 2.39 Bài 2.42 Cửa OAB Hình BÀI 2.42 rộng 3m quay quanh lề O Bỏ qua trọng lượng van, tính lực P nằm ngang cần để giữ van đứng n Bài 2.51 Hình trụ tròn, đặc, dài 8m nằm cân dựa vào tường hình 2.51 Hãy tính trọng lượng riêng hình trụ ĐS: 10.46kN/m3 Hình 2.51 Bài 2.53: Hãy tính trọng lượng cốc hình trụ tròn, mặt nước, hình bai 2.43 ĐS: 3.44N Hình 2.42 Bài 2.43 Van AB có dạng 1/4 hình trụ tròn với bán kính R=1.5m, dài L=1m (chiều vng góc với mặt giấy), ngăn nước Hình BÀI 2.43 Hãy tính độ lớn phương, chiều áp lực nước tác dụng lên van Hình 2.53 Bài 2.54 Khối thép (=7.85) nằm cân mặt phân cách nước thủy ngân (=13.6) hình 2.54 Hãy tính tỉ số a/b ĐS: a/b=0.83 Hình 2.43 Bài 2.45: Hãy tính lực F cần để mở van ABC hình 2.45, biết chiều dài van (chiều vng góc mặt giấy) 2m, van có dạng 1/4 hình trụ tròn Bỏ qua trọng lượng van Hình 2.54 Bài 3.10 Chuyển động hai chiều lưu chất khơng nén có thành phần vận tốc sau: ux = x2 uy = -2x(y +1 ) Tìm phương trình đường dòng qua điểm M(1,0) ĐS: x (y  1)  Bài 3.11 Một dòng chảy có vận tốc với thành phần (đơn vị m/s): ux = x3 + 2z2 uy = -3x2y + y2 uz = y3 – 2yz Xác định thành phần trục x vector quay vận tốc điểm (1m, 2m, 3m): ĐS: 3rad/s Bài 3.13 Lưu chất chuyển động ổn định với thành phần vận tốc: ux = x3 + 2z2 uy = y3 –2yz uz = -3(x2+y2)z + z2 Xác định thành phần gia tốc phương x ĐS: ax= 3x5 – 6z2(x2+2y2) + 4z3 b Bài 3.19 Dòng chảy kênh mặt cắt hình chữ nhật có chiều cao h = 100cm, chiều rộng b = 1m Vận tốc phân bố theo chiều sâu u = U0(y/h)1/3, với U0 = 0,1m/s Xác định lưu lượng dòng chảy là: ĐS: 75lít/s h H.Bài 3.19 r Bài 3.25 Lưu chất chuyển động phẳng có biểu đồ phân bố vận tốc hình vẽ Biết a = 0,2m, r = 0,3m Vận tốc lớn 0,3m/s Tìm vận tốc trung bình chuyển động (tính 1m chiều thẳng góc với trang giấy) ĐS: 0,26m/s a r ¼ đường tròn H.Bài 3.25 Bài 3.26 Nước bơm vào bình trụ từ ống bố trí phía để đẩy dầu khỏi bình từ vòi phía hình vẽ Biết lưu lượng ổn định nước vào 100lít/giờ Tỷ trọng dầu 0,68 Tìm lưu lượng khối lượng dầu bị đẩy ĐS: 0,0189kg/s H.Bài 3.26 Bài 4.1 Có kênh mặt cắt chữ nhật rộng b=10m, đáy nằm ngang Trên kênh có cống cửa mở phần làm cho nước kênh chảy với lưu lượng Q=32m3/s Bỏ qua ma sát, biết độ sâu kênh h=4m, xác định độ dềnh mặt nước, Δ, trước cống Δ h Bài 4.16 Nước từ thùng chảy theo đường ống gồm đoạn đường kính d1 d2 (xem hình) Cho biết d1=3cm, d2=2,7cm, H=4m H1=6m Bỏ qua tổn thất lượng, Tính cột áp điểm A Đs: 3,38 mH2O H H1 d2 A d1 Bài 4.15 Nước chảy ống Ventury có đường kính D=8cm d=6cm Áp suất mặt cắt trước chỗ co hẹp đo ống đo áp kín khí Biết độ chênh mực nước nhánh ống đo áp h=12cm Bỏ qua tổn thất lượng Tính lưu lượng nước ống Đs: 5,25 lít/s Không khí D Q h d Bài 4.17 Một lỗ khoan thành bình chứa cho nước phun ngồi quãng đường lớn Bỏ qua tổn thất lượng bình chứa lực cản khơng khí Cho H=4m, xác định h Đs: 2m H h L Bài 4.21 Nước chảy kênh có mặt cắt ngang hình chữ nhật rộng B=20m (vng góc với trang giấy) đáy nằm ngang Trong kênh có đập tràn cao t=0.3m bề rộng kênh b=16m Cho biết độ sâu mực nước H=3m h=2.5m Bỏ qua tổn thất lượng Xác định lưu lượng nước kênh ĐS: 106.31 m3/s Chỗ co hẹp H h Đập tràn t Bài 4.24 Ống đo áp hình chữ U gắn vào ống trước sau máy bơm hình vẽ Đường kính ống hút D1=8cm, ống đẩy D2=6cm Khối lượng riêng nước =1000kg/m3 tỷ trọng thủy ngân =13.6 Bỏ qua tổn thất lượng Biết lưu lượng nước qua bơm 17 lít/s độ chênh mực thủy ngân đọc h=20cm Xác định công suất hữu ích bơm ĐS: 630.31 W B h Hg Bài 4.28 Một đường ống dẫn dầu (tỷ trọng =0.85) đường kính D=2m nối vào ống có đường kính d=1m đoạn ống hội tụ Biết lưu lượng dầu 25m3/s áp suất đo mắt cắt 1-1 (trước đoạn ống nối) p1=250kPa Bỏ qua ma sát, xác định lực dầu tác dụng lên ống hội tụ D ống hội tụ d Q Bài 4.40 Tia nước nằm ngang lưu lượng Q phun trúng cạnh phẳng thẳng đứng bị chia thành hai phần hình vẽ: Một phần chạy dọc theo phẳng, phần lại lệch góc  Cho biết Q1=0.3Q Bỏ qua ma sát ảnh hưởng lực Xác định góc  Q1 Q  Q2 Bài 4.18 Tia nước có vận tốc V=18m/s, tiết diện ngang A=12cm2 phun lên cánh cong hình vẽ Sau qua khỏi cánh, tia nước bị lệch góc =30o Tính lực tia nước tác dụng lên cánh Đs: 201N  V, A Bài 5.4 Hai bể nước nối với ống thẳng, đều, đường kính D = 2cm, dài L = 4m Ống có hệ số ma sát =0,020, hệ số tổn thất cục miệng vào ống 1 = 0,4 miệng 2 = Bể nước đầu nguồn kín khí áp suất mặt thoáng p0 Mực nước bể ngang Cho lưu lượng nước chảy ống Q = 1,2lít/s Tính áp suất dư p0 p0 Q Q Hình 5.4 Bài 5.15 Hệ thống ống nối với nối vào bể nước hình 5.15 Cuối ống nước chảy ngồi khơng khí Cả ống nước có đặc tính giống nhau, chiều dài L =120m mô đun lưu lượng K = 2,2m3/s Bỏ qua tổn thất cột nước cục động Biết H =12m, tính lưu lượng chảy ĐS: 0.46m3/s Bài 5.16 Hai bể A B nối với nhan hình Bài 5.16 Tại C nước chảy ngồi khơng khí Biết cao trình mực nước bể H1  20m , H  12m , chiều dài L  20m , L  15m , mô đun lưu lượng K2=8lít/s, K3=10lít/s, lưu lượng nước chảy ống Q  10 lít s Xác định lưu lượng chảy từ bể A Bỏ qua cột áp vận tốc cục ĐS:14,73lít/s Bài 5.17: Một hệ thống máy bơm đường ống hình Bài 17 Các ống có module lưu lượng giống K=0,07m3/s chiều dài đoạn ống L1=15m, L2 = 24m, L3 = 12m Các chiều cao h1 = 3m h2 = 9m Bỏ qua tổn thất cột áp cục động Biết cộ áp máy bơm là: HB =12m, hỏi lưu lượng bơm? Tính áp suất chân khơng vị trí cao đường ống ĐS: 29,4lít/s; 6,88mH2O H Q Hình 5.15 A B (1) (2) H1 H2 (3) C Hình 5.16 h2 h1 B Hình 5.17 1.1 Một kênh có mặt cắt ướt hình thang với m=1,5; độ dốc i=10-4, B hệ số nhám n=0,01 Diện tích mặt cắt ướt A=20m2 Tính lưu lượng dòng cực đại qua kênh h1 ĐS: 26,68m3/s 1.2 Kênh có mặt cắt hình vẽ Cho B=1,5m; h1=0,5m; h2=0,2m; h2 n=0,02; i=0,001 Tính lưu lượng chảy kênh ĐS: 0,71m3/s 1.3 Một kênh mặt cắt hình chữ nhật, có hệ số nhám n=0,014, độ dốc i=0,001 có lưu lượng Q=1000m3/s Hãy tính diện tích mặt cắt ngang kênh cần thiết tỉ số bề rộng b độ sâu h kênh b/h=1; 1,5; 2; 2,5; 3,5 Vẽ mối quan hệ diện tích mặt cắt ngang theo tỉ số b/h cho nhận xét 1.4 Một kênh có mặt cắt ướt hình thang với m=1,5; độ dốc i=104, hệ số nhám n=0,02 Cho diện tích mặt cắt ướt 12m2 Xác đònh b h cho đạt lưu lượng cực đại ĐS: b=1,45m; h=2,39m 1.5 Xác đònh độ sâu ngập nước ống dẫn bê tông, mặt cắt tròn có đường kính d=1,2m; độ dốc đáy kênh i=0,0008, lưu lượng Q=1 m3/s, n=0,014 ĐS: 0,96m 1.6 Kênh chữ nhật có hệ số nhám n, bề rộng b, độ dốc đáy i Gọi Vkl vận tốc không lắng lòng kênh Cho Vkl=0,35 m/s; n=0,025; b=5m; i=0,0001 Kênh dẫn dòng chảy với độ sâu tối thiểu bao nhiêu? ĐS: 1,22m 1.7 Trên đoạn L kênh hình thang dài, người ta đo chênh lệch mực nước z Kênh có hệ số mái dốc m, hệ số nhám n lưu lượng Q Cho L=500m; z=0,8m; m=1,4; n=0,017; Q=9m3/s Biết kênh có mặt cắt lợi mặt thuỷ lực Tìm độ sâu dòng chảy kênh ĐS: 1,51m 1.9 Dòng chảy kênh hở có mặt cắt ngang hình vẽ Cho n1=0,025; n2=0,03; i=0,0001; dộ sâu h1=5m; h2 n2 h2=10m; bề rộng a=10m; b=20m Tính lưu lượng b kênh (n tính theo Horton) n1 h1 ÑS: 412 m /s a 1.10 Nước dẫn kênh nửa hình tròn với độ dốc 1/2500 Hệ số Chézy C=56 Nếu bán kính kênh 0,55m lưu lượng kênh độ sâu nước bán kính Nếu kênh thiết kế với mặt cắt hình chữ nhật có bề rộng 1,1m, độ sâu dòng chảy 0,55m, độ dốc hệ số Chézy không đổi lưu lượng kênh bao nhiêu? ÑS : Q1=0,279 m3/s, Q2=0,355 m3/s Bài 6.12 Chuyển động chiều lưu chất khơng nén có thành phần vận tốc: u x  x  4y u y   y  4x Tìm phương trình hàm dòng hàm vận tốc x2 y2 ĐS:   2x  xy  2y  C ;    yx  C 2 2 Bài 6.17 Phương trình   0,04x  axy  by biểu diễn hàm (tính m2/s ) chuyển động chiều hệ tọa độ vng góc nằm ngang với x, y tính m a) Xác định số a b b) Tính chênh lệch áp suất điểm (0, 0) (3, 4), biết lưu chất có khối lượng riêng 1300kg/m3 ĐS: a) a  0,12 ; b  b) p = 5,85 kN/m2 Bài 6.20 Một chuyển động chiều gồm dòng với vận tốc U0 điểm nguồn có lưu lượng q Áp suất xa vô xem áp suất khí trời Với U0 = 1m/s, q = 5m2/s, điểm nguồn đặt toạ độ (0m,-1m) Tính áp suất dư gốc toạ độ (0,0) ĐS: 0,049m lưu chất Hình 6.20 Bài 6.23 Trong khơng khí (=1,228kg/m3) chuyển động với vận tốc U0=10m/s, có xốy tự với cường độ xoáy  = 60 (m2/s) Xem chuyển động Chọn trục tọa độ x theo hướng dòng khí, gốc tâm xốy Giá trị áp suất điểm A(5m, 2m) bao nhiêu? ĐS: – 44.5N/m2 Bài 6.26 Một mái lều có dạng bán trụ làm thí nghiệm để tính lực nâng gió thổi Tính lực nâng gió thổi tác dụng lên 1m chiều dài lều Biết bán kính lều 3m, vận tốc gió 20m/s khơng có  =1,16kg/m3 z x Hình câu 6.10 ĐS: 2320N Bài tập Chương 8.1 Tìm tỷ số */ i/ phân bố vận tốc lớp biên có dạng: a) y u  u  u y 1 y b)     u     u  y c)   u    1/ y  y u d) 2   u    ĐS: a) 1/2 1/6; b) 3/8 39/28 c) 1/8 7/72 d) 1/3 2/15 8.2 Giả thiết phân bố vận tốc lớp biên tầng phẳng có dạng u  y   sin  Tính u 2 chiều dày lớp biên ứng suất ma sát thành rắn ĐS:  x  4,8 Re x1 /   0,33u 2 Re x1 / 8.3 Một tắm phẳng trơn rộng 3m, dài 6m kéo nước tĩnh 20oC với vận tốc 6m/s Tính lực ma sát mặt phẳng 45o ĐS: 3169N 8.4 Một khinh khí cầu dạng hình trụ đường kính D=10m, dài 100m chuyển động với vận tốc 60km/h khơng khí tĩnh Tính lực cản ma sát tác dụng lên vỏ khinh khí cầu U=0,2m/s 1m ĐS: 1,13kN 45o 8.5 Nước chảy qua phẳng hình tam giác nằm song song với hướng dòng chảy tự Tính lực ma sát mặt phẳng Hình 8.5 8.6 Một khối lập phương trọng lượng 500N có tỷ trọng =1,8 rơi nước tĩnh với vận tốc U không đổi Xác định vận tốc U khối lập phương rơi a) hình 8.6a b) hình 8.6b g g b) a) Hình 8.6 ... H H1 d2 A d1 Bài 4.15 Nước chảy ống Ventury có đường kính D=8cm d=6cm Áp suất mặt cắt trước chỗ co hẹp đo ống đo áp kín khí Biết độ chênh mực nước nhánh ống đo áp h=12cm Bỏ qua tổn thất lượng... sâu mực nước H=3m h=2.5m Bỏ qua tổn thất lượng Xác định lưu lượng nước kênh ĐS: 106.31 m3/s Chỗ co hẹp H h Đập tràn t Bài 4.24 Ống đo áp hình chữ U gắn vào ống trước sau máy bơm hình vẽ Đường... định góc  Q1 Q  Q2 Bài 4.18 Tia nước có vận tốc V=18m/s, tiết diện ngang A=12cm2 phun lên cánh cong hình vẽ Sau qua khỏi cánh, tia nước bị lệch góc =30o Tính lực tia nước tác dụng lên cánh Đs:

Ngày đăng: 22/11/2017, 17:54

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

• bài tập cơ lưu chất
• giai bai tap co luu chat