Vài Phút Quảng Cáo Sản Phẩm
BÀI TẬP LỚN MÔN THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]
Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”
(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)
Đề cương liên quan:Bài tập lớn môn Cơ khí
Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: BÀI TẬP LỚN MÔN THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG
BÀI TẬP LỚN MÔN THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG
(ĐỀ SỐ: 03)
1/ Một bể nước có diện tích đáy là S = 10 (m2), chiều cao của nước trong bể là h = 10 (m), mặt thoáng tiếp xúc với khí trời (hình vẽ). Xác định áp lực tác dụng lên mặt trong của đáy bể. Cho biết áp suất khí trời là pa = 1 (at), khối lượng riêng của nước là ρ = 1000 (kg/m3), gia tốc trọng trường
g = 9,81 (m/s2).
Giải
Áp lực tác dụng lên mặt trong của đáy bể là :
P = 1,96.106 (N) = 1,96 (MPa)
2/ Xác định áp suất dư tại điểm A trong ống có 2 loại chất lỏng nước và thuỷ ngân (hình vẽ), h = 50 (cm). Biết trọng lượng riêng của nước là 9810 (N/m2), trọng lượng riêng của thuỷ ngân gấp 1,5 lần của nước. Áp suất khí trời là 1 (at).
Giải
Áp dụng công thức tính áp suất một điểm trong chất lỏng:
áp suất dư tại A là: 1,1 – 1 = 0,1 (at)
3/ Xác định áp suất dư tại điểm A trong ống chứa nước (hình vẽ),
h = 60 (cm). Biết trọng lượng riêng của nước là 9810 (N/m2). Áp suất khí trời là pa = 1 (at).
Giải
Áp dụng công thức tính áp suất một điểm trong chất lỏng:
áp suất dư tại A là: 1,06 – 1 = 0,06(at)
4/ Xác định áp suất tại điểm A trong ống chứa nước (hình vẽ),
h = 60 (cm). Biết trọng lượng riêng của nước là 9810 (N/m2). Áp suất khí trời là pa = 1 (at).
Giải
Áp dụng công thức tính áp suất một điểm trong chất lỏng:
5/ Xác định chiều cao cột chất lỏng h dâng lên so với mặt thoáng của bể chứa nước (hình vẽ). Biết áp suất mặt thoáng trong bể
p0 = 1,5 (at), khối lượng riêng của nước là 1000 (kg/m3), áp suất khí trời pa = 1 (at).
Giải
Áp dụng công thức tính áp suất một điểm trong chất lỏng:
mà
6/ Xác định chiều cao cột chất lỏng h hạ xuống so với mặt thoáng của bể chứa dầu (hình vẽ). Biết áp suất mặt thoáng trong bể p0 = 0,5 (at), khối lượng riêng của dầu là 800 (kg/m3), áp suất khí trời pa = 1 (at).
Giải
Áp dụng công thức tính áp suất một điểm trong chất lỏng:
mà
7/ Một khối gỗ có kích thước: a = b = 30 (cm); h = 50 (cm) thả tự do trên mặt nước. Xác định thể tích gỗ nổi trên mặt nước. Biết khổi lượng riêng của gỗ là 800 (kg/m3), của nước là 1000 (kg/m3), g = 9,81 (m/s2).
Giải
Thể tích của toàn miếng gỗ là: V(gỗ) = 0,3.0,3.0,5 = 0,045 (m3)
Mặt khác trọng lượng của gỗ bằng lực đẩy Acsimet
Ta có : n.V(chìm) = g.V(gỗ)
V(chìm) = 800.9,81.0,045/ 1000.9,81 = 0,036 (m3)
Vậy thể tích gỗ nổi là: 0,045-0,036 = 0,009 (m3)
8/ Một thanh gỗ đồng chất dài L = 2 (m), diện tích ngang là S, có khối lượng riêng là 600 (kg/m3) được gắn vào bản lề O đặt cách mặt nước một khoảng a = 0,4 (m). Tìm góc nghiêng ɑ khi thả thanh gỗ vào nước. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 (kg/m3).
Giải
Gọi chiều dài phần thanh gỗ ngập trong nước là L1, chiều dài cả thanh gỗ
là L thì chiều dài phần thanh gỗ trên mặt nước là L2 = L – L1
Phương trình cân bằng của vật là:
F = Pg
.
mà L2 = L – L1 L2 = 2 – 1,2 = 0,8 (m)
Góc nghiêng ɑ khi thả thanh gỗ vào nước là :
cos
9/ Cánh cửa OA có thể quay quanh bản lề O có kích thước h = 3 (m); b = 80 (cm) ngăn nước. Xác định lực P sao cho cánh cửa vẫn thẳng đứng như hình vẽ. Biết trọng lượng riêng của nước là 9810 (N/m2).
Giải
Áp lực nước tác dụng lên cánh cửa OA là :
Điểm đặt áp lực cách A một khoảng là :
AD
AD
Có
10/ Xác định áp lực của chất lỏng tác dụng lên một bên đường ống tròn ABC có chiều dài 100 (m), bán kính R = 10 (cm). Môi trường bên trong và bên ngoài đường ống là như nhau (hình vẽ). Biết khối lượng riêng của chất lỏng là 1000 (kg/m3), g = 9,81 (m/s2).
Giải
Tổng áp lực tác dụng là :
Thành phần áp lực ngang là :
mà
Thành phần áp lực đứng là :
mà
11/ Xác định áp lực của chất lỏng tác dụng lên một bên của thành hầm mỏ AB có chiều dài 50 (m), bán kính R = 3 (m). Môi trường bên trong và bên ngoài hầm là như nhau (hình vẽ). Biết khối lượng riêng của chất lỏng là 1000 (kg/m3), g = 9,81 (m/s2).
Giải
Tổng áp lực tác dụng là :
Thành phần áp lực ngang là :
mà
Thành phần áp lực đứng là :
mà
12/ Xác định áp lực của chất lỏng tác dụng lên chân thành bể hình trụ AB có chiều dài 10 (m), bán kính R = 1 (m), chiều cao chất lỏng là h = 2R. Môi trường bên trong và bên ngoài bể là như nhau (hình vẽ). Biết khối lượng riêng của chất lỏng là 1000 (kg/m3), g = 9,81 (m/s2).
Giải
Tổng áp lực tác dụng là :
Thành phần áp lực ngang là :
mà
Thành phần áp lực đứng là :
mà
13/ Xác định áp lực của chất lỏng tác dụng lên chân thành bể hình trụ AB có chiều dài 10 (m), bán kính R = 1 (m), chiều cao chất lỏng là h = 2R. Môi trường bên trong và bên ngoài bể là như nhau (hình vẽ). Biết khối lượng riêng của chất lỏng là 1000 (kg/m3), g = 9,81 (m/s2).
Giải
Tổng áp lực tác dụng là :
Thành phần áp lực ngang là :
mà
Thành phần áp lực đứng là :
mà
14/ Xác định tổng áp lực của chất lỏng tác dụng lên một nửa đường tròn ABC có chiều dài 100 (m), bán kính R = 10 (cm), chiều cao chất lỏng là
h = 2R. Môi trường bên trong và bên ngoài đường ống là như nhau (hình vẽ). Biết khối lượng riêng của chất lỏng là 1000 (kg/m3), g = 9,81 (m/s2).
Giải
Tổng áp lực tác dụng là :
Thành phần áp lực ngang là :
mà
Thành phần áp lực đứng là :
mà
15/ Xác định tổng áp lực của chất lỏng tác dụng lên thành chắn OA có chiều cao 12 (m), rộng 6 (m), chiều cao chất lỏng bên thượng lưu là h = 10 (m), hạ lưu là h/2. Môi trường bên trong và 2 bên thành chắn là như nhau (hình vẽ). Biết khối lượng riêng của chất lỏng là 1000 (kg/m3), g = 9,81 (m/s2).
Giải
Áp lực của chất lỏng từ phía thượng lưu tác dụng lên thành chắn OA là :
mà
Áp lực của chất lỏng từ phía hạ lưu tác dụng lên thành chắn OA là :
mà
Tổng áp lực của chất lỏng tác dụng lên thành chắn OA là :
16/ Dầu được nén trong xylanh có tiết diện là S, lúc đầu chiều cao cột dầu trong xylanh là 1000 (mm), sau khi nén piston đi xuống một đoạn là
3,7 (mm), khi đó áp suất dư tăng từ 0 đến 50 (at). Hệ số nén của dầu bằng bao nhiêu?
Giải
Áp dụng công thức tính hệ số co giãn thể tích :
Ta có : V= S.1000 (mm3)
= S.3,7(mm3)βp= = – 7,4.10-5 (cm2/kg)
= 50 (at)
Dấu (-) biểu thị áp suất và thể tích tỉ lệ nghịch với nhau
17/ Một đường ống dài 3 (km), đường kính 10 (cm) dẫn chất lỏng có độ nhớt động lực μ = 0,04 (N.s/m2). Vận tốc chất lỏng phân bố theo quy luật:
v = 10y – y2 (cm/s) . Xác định lực ma sát tác động lên thành ống.
Giải
= v’ = 10 – 2y (cm/s)
S = = = 942,48 (m2)
Lực ma sát tác động lên thành ống là :
F = S. = 0,04.942,48(0,1- 0,02.0) = 3,77 (N)
F = 3,77 (N)
18/ Xác định ứng suất tiếp tại thành tàu thuỷ đang chuyển động, nếu sự phân bố vận tốc của nước theo phương pháp tuyến với thành tàu là:
v = 516y – 13400y2 (m/s), độ nhớt động lực ở 150C là: μ = 0,00115 (N.s/m2).
Giải
= v’ = 516 – 26800y (m/s)
Ứng suất tiếp tại thành tàu thuỷ là :
.
19/ Một đường ống tròn dài 30 (m), đường kính 6 (cm) dẫn dầu có độ nhớt động lực μ = 0,05 (N.s/m2). Vận tốc phân bố theo quy luật:
v = 20y – 3y2 (cm/s) . Xác định lực nhớt trên một đơn vị diện tích cách thành ống 2 (cm)?
Giải
= v’ = 20 – 6y (cm/s)
S = 1 (m2)
Lực ma sát tác động lên một đơn vị diện tích cách thành ống
2 (cm) là :
F = S. = 0,05.(20 – 6.2).10-2 = 4.10-3 (N)
F = 4.10-3 (N)
20/ Xác định lực ma sát của dòng nước bao quanh bản mỏng có kích thước
l = 3 (m) và h = 2 (m), nếu vận tốc dòng nước gần mặt đáy kênh phân bố theo quy luật v = 200y – 2500y2 (cm/s) , với hệ số nhớt động lực của nước là: μ = 0,04 (N.s/m2).
Giải
= v’ =200-5000y (cm/s)= 2-50y (m/s)
Lực ma sát của dòng nước bao quanh bản mỏng là :
F = 2..S. = 2.0,04.3.2.(2 – 50.0)= 0,96 (N)
F = 0,96 (N)
21/ Xác định gia tốc ɛ của phân tố chất lỏng tại điểm A có toạ độ
A(1; 1; 1), nếu chuyển động đó là dừng. Cho biết các thành phần vận tốc của chúng là: ux = x2; uy = y2; uz = z2 (m/s).
Giải
Gia tốc tại điểm A(1,1,1) là :
với ux = x2; uy = y2; uz = z2 (m/s)
Ta có:
Gia tốc tại điểm A(1,1,1) là :
22/ Tìm thành phần vận tốc uz của chất lỏng không nén được và chuyển động dừng, nếu các thành phần vận tốc là: ux = -5x; uy = 3y. Tại gốc toạ độ thì vận tốc
Giải
ux = -5x; uy = 3y
Phương trình vi phân liên tục của chất lỏng không nén được :
Sử dụng phương trình liên tục ta có :
;
Do đó : – 5 + 3 + = 0 C
Tại gốc toạ độ có z = 0 và u = 0 nên 0 = 0 + C hay C = 0uz = 2z
23/ Xét xem dòng chảy sau đây thuộc loại gì, nếu biết:
ux = ax; uy = ay; uz = 0.
Giải
; ;
Vì các hàm trên không phụ thuộc vào t chuyển động dừng
Ta có : ,
Dòng chảy là dòng chảy ổn định không xoáy hay
chuyển động dừng có thế
24/ Xét xem dòng chảy sau đây thuộc loại gì, nếu biết:
ux = -ay; uy = ax; uz = 0.
Giải
; ;
Vì các hàm trên không phụ thuộc vào t chuyển động dừng
Ta có : ,
chuyển động xoáy
Vậy dòng chảy thuộc loại chuyển động dừng, có xoáy
25/ Xác định vận tốc của dòng chất lỏng tại tâm của đường ống nếu ta dùng thiết bị đo vận tốc (ống Pito) cắm vào tâm đường ống thì thấy chất lỏng dâng lên trong 2 ống chênh nhau một lượng là 10 (cm). Biết g = 9,81 (m/s2).
Giải
Chọn mặt cắt 1-1 ở vị trí ngay trước miệng ống
mặt cắt 2-2 ở vị trí mặt nước của ống 2
Viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2 :
Có mặt cắt chuẩn 1-1 :
; ;
Có mặt cắt chuẩn 2-2 :
; ;
Mà lại có : (độ chênh lệch)
26/ Xác định vận tốc của dầu qua vòi cách mặt thoáng của bể kín là 1,2 (m); áp suất dư không khí trong bể là 0,08 (at). Bỏ qua tổn thất; g = 9,81 (m/s2); khối lượng riêng của dầu ρ = 800 (kg/m3).
Giải
Chọn mặt cắt 1-1 ở vị trí đầu vòi
mặt cắt 2-2 ở vị trí mặt thoáng
Viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2 :
Có mặt cắt chuẩn 1-1 :
; ;
Có mặt cắt chuẩn 2-2 :
; ;
27/ Xác định áp suất tại điểm E của bình chứa nước như hình vẽ, tiết diện miệng vòi phun T bằng 1/2 diện tích đường ống. Bỏ qua tổn thất;
g = 9,81 (m/s2); khối lượng riêng của nước ρ = 1000 (kg/m3). Vận tốc tại miệng vòi phun là vT = 20 (m/s).
Giải
Chọn mặt cắt 1-1 ở vị trí mặt thoáng
mặt cắt 2-2 ở vị trí điểm E
Viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2 :
Có mặt cắt chuẩn 1-1 :
; ;
Có mặt cắt chuẩn 2-2 :
; ;
=
Có :
28/ Xác định lưu lượng trong ống xiphông, nếu tại điểm cao nhất cột áp chân không hck = 8 (m) (hình vẽ). Bỏ qua tổn thất; g = 9,81 (m/s2); khối lượng riêng của nước ρ = 1000 (kg/m3).
Giải
Chọn mặt cắt 1-1 ở mặt thoáng có độ cao 12 (m), mặt cắt 2-2 ở vị trí có
độ cao 16 (m)
Viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2 :
Có mặt cắt chuẩn 1-1 :
; ;
Có mặt cắt chuẩn 2-2 :
; ; ;
Lưu lượng Q = w.u2
Q = =(lit/s)
29/ Xác định lực tác dụng của dòng chất lỏng từ vòi phun có đường kính
d = 4 (cm) lên nửa van cầu lõm C (hình vẽ). Bỏ qua lực khối của dòng chất lỏng và tổn thất, g = 9,81 (m/s2); khối lượng riêng của nước
ρ = 1000 (kg/m3).
Giải
Chọn mặt cắt 1-1 ở vị trí vòi nước, mặt cắt 2-2 ở vị trí mặt thoáng.
Viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2 :
Có mặt cắt chuẩn 1-1 :
; ;
Có mặt cắt chuẩn 2-2 :
; ;
Lực tác dụng lên nửa van cầu C là :
F = F1 + F2
Trong đó : F1 = F2 = . w2.
F = . w2 = 2.1000..142 = 492,8 (N)
30/ Một đường ống cao áp chứa đầy nước có bố trí một vòi phun ra ngoài không khí hướng thẳng lên trời. Nếu áp suất trong ống là 15 (at) thì cột nước phun ra đạt độ cao bao nhiêu? Bỏ qua tổn thất; g = 9,81 (m/s2); khối lượng riêng của nước ρ = 1000 (kg/m3).
Giải
Ta có cột nước đạt độ cao :
h = 150 (m)
Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
, chiều cao của nước trong bể là h = 10 (m), mặt thoáng tiếp xúc){kind=link}