Bài tập môn Thủy lực ppt

Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

Bài 6-3
B mơ Đ ng c th y l c ộ ơ ủ ự
Cho N
1
= 300 kw
03.0=
λ

L = 1500 m Q = 0.2 m
3
/s
D = 400 m = 0.4 m
1. Tính: N
W
2. Tính: P
1
, P
2
Gi iả
1.Ph ng trình Becnuli cho m t c t 1-1 và 2-2 ( m t chu n 0-0 )ươ ặ ắ ặ ẩ
21
2
2
2
2
2
2
1
1

1
1
22
−
+++=++
tb
h
g
VP
Z
g
VP
Z
α
γ
α
γ
(1)
Trong đó : Z
1
= Z
2
= 0
V
1
= V
2
= 0
1
21

==
αα
T (1) Suy ra: ừ
g
v
D
l
p
2

2
λ
γ
=
V i ớ
03,0
=
λ
, l=1500 m, D= 0,4 m, Q= 0,2 m
3
/s
→
gD
Q
D
l
hh
dtb

.8

42
2
21
Π
==
−
λ
=
)(54,14
81,9.4,0.
2,0
.8
.
4,0
1500
.03,0
42
2
m
=
Π
∗
T n th t công su t trong đ ng ngổ ấ ấ ườ ố
Ta có: N
w
=
γ
.Q. (
Z

g
VP
++
2
2
γ
)
Nhóm:9 Trang:
1
N2
P2
P1
N1
0
0
2
21
1
L,D
Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

V i:ớ
γ
= 9810N/m
3
, D = 0.4m
Q = 0.2 m
3
/s ,
γ

P
= 14.54m
Z = 0
V y :ậ N
w
=
γ
. Q .








++
Z
g
VP
2
2
γ
=









++ Z
gD
Q
P
Q
42
2
8

π
γ
γ

N
w
= 9810 . 0,2








+
81,9.4,0.14,3
2,0.8
54.14

42
2
→Nw =28781(W) = 28,781(Kw)
2. Tính áp su t Pấ
1
do b m t o ra t i đ u đ ng ng và áp su t Pơ ạ ạ ầ ườ ố ấ
2
tr c đ ng cướ ộ ơ
th y l c cu i đ ng ng.ủ ự ở ố ườ ố
Ta có công su t c a đ ng c th y l c:ấ ủ ộ ơ ủ ự
N
2
= N
1
– Nw
= 300 – 28,781 = 271,219(Kw
)
Công su t c a b m:ấ ủ ơ








++=
Z
g
V

P
QN
2
.
2
1
1
γ
γ








−=⇒
gD
Q
Q
N
P
42
2
1
1
.8
.
.

πγ
γ
V i Z= 0ớ
)/(10.5,1
81,9.4,0.14,3
2,0.8
2,0.9810
10.3
.9810
26
42
25
mN
=








−=
• Công su t c a đ ng c th y l c:ấ ủ ộ ơ ủ ự









++=
Z
g
VP
QN
2
.
2
1
2
γ
γ
(v i z=0)ớ








−=⇒
gD
Q
Q
N
P
42

2
2
2
.8
.
.
πγ
γ
)/(10.35,1
81,9.4,0.14,3
2,0.8
2,0.9810
271219
.9810
26
42
2
mN
=








−=
Nhóm:9 Trang:
2

Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

BÀI 6.6
L=20m ; D = 150mm

ξ
= 2 ;
λ
= 0,03
l = 12m ; d = 150mm

r
ξ
= 6 ;
c
ξ
= 0,2 ,
λ
= 0,030
Q= ? ; P
ck
= 6mH
2
O

Z =?
Gi i:ả
Bài Gi iả
Ph ng trình Becnuli cho m t c t 1 -1 và 2 – 2 ươ ặ ắ
1

0;0;0;
)1(
2121
2121
21
2
22
2
11
2
22
2
11
====
====
+++=++
−
αα
αα
γγ
a
tb
g
Vp
g
VP
PPP
VVzzz
hzz
g.D.

Q.8.7
gD
Q8
D
L
21
g2
V
D
L
21tb
42
2
42
2
2
)()(h
ΠΠ
−
=λ+ξ+ξ=λ+ξ=

4
15,0
150
03,0
D
L
.
321
21

==λ
=+=ξ+ξ
Thay vào (1) ta đ c ượ

)2(hZ
g.D
Q.8.7
21tb
42
2
Π
−
==
Ph ng trình Becnuli cho m t c t 2-2 và 3-3 (m t chu n 0-0)ươ ặ ắ ặ ẩ
z
2
=0 ; z
3
= h+z = 2+z ; p
2
= p
a
;

v
2
=0
2
4
3

d
Q
VV
Π
==

1
32
==
αα
gd
Q
gd
Q
d
l
crtb
h
42
2
42
2
88
32
.6,8)(
ΠΠ
−
=++=
λξξ
Thay vào (3) ta đ c:ượ

32
2
3
2
33
2
−
++++=
tb
g
VP
P
hzh
α
γγ
gd
Q
gd
Q
PP
Z
a
42
2
42
2
3
88
6,82
ΠΠ

−
+++=⇒
γ
)6,81(26
42
2
8
+++=⇒
Π
gd
Q
Z
)4(6,94
42
2
8
gd
Q
Z
Π
+=
Gi i (2) và (4) v i d=D=0,15(m) ta đ c :ả ớ ượ
Q=0,0384( m
3
/s) = 38,4 (l/s) Z=1,7 m
Nhóm:9 Trang:
3
)3(
32
2

33
2
22
2
33
2
22
−
+++=++
tb
g
Vp
g
VP
hzZ
αα
γγ
B?
z
h
11
3
3
22
0 0
Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

Bài 6.7:

2

1 10 0
2
h
Pa
Đ cho:ề
+
( ) ( )
( )
( )
0 0 4 2
3
1
60 1
20 : 2 2.10
0,92 0,92.9810 9025, 2
Q v ph l s
t C St m s
N m
υ
δ γ
−
= =
= = =
= ⇒ = =
+ Đ ng ng: L = 5m ; d = 35mmườ ố
+
0
0
0,1 ; 10 ; 1
c d

mm h h h m
∆= = =
Tính:
+ P t i m t c t vào c a b m.ạ ặ ắ ủ ơ
+ V i ớ
0 4
80 ; 1 10 ; 0,85t C St
υ δ
−
= = = =
thì P=?
Bài gi i:ả
1. Ph ng trình becnuli cho m t c t 1-1 và 2-2:ươ ặ ắ
2 2
1 1 2 2
1 1 2 2 1 2
2 2
tb
P v P v
Z Z h
g g
α α
γ γ
−
+ + = + + +
(1)
V i:ớ
1 2 1 2
2
4

; 0; 0;
Q
Z h Z v v
d
π
= = = =
Ta có:
3
1
4
. 4. 4.10
Re 182 2320
. . .0,035.2.10
v D Q
d
υ π υ π
−
−
= = = = <
⇒
là dòng ch y t ng →αả ầ
1
= α
2
= 2.
2 2
1 2
2 4
8
. . . .

2 . .
tb c d
l v l Q
h h h
d g d d g
ξ λ ξ λ
π
−
   
= + = + = +
   
   
Nhóm:9 Trang:
4
Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

V i: ớ
1
64
0, 35
Re
λ
= =
Thay vào (1) ta đ c:ượ
2
1 2
2 1 2
2 4
1 1
3 2 3 2

2
2 4 2 4
1 1
8
. .
2.8.(10 ) 5 8.(10 )
0,35. . 1
.(0,035) .9,81 0,035 .(0,035) .9,81
tb
a ck
P P Q
h h
d g
P P P
α
γ γ π
γ γ π π
−
− −
+ = + +
−
⇒ = = + −
= 2,1 (m c t d u)ộ ầ

⇒
9025, 2
2,1. 0,19( )
98000
ck
P at

= =
2. Khi t = 80
0
C ;
1St
υ
=
;
0, 85
δ
=
3
4
. 4 4.10
3640 2320
.0, 035.10
e
v d Q
R
d
υ π υ π
−
−
= = = = >
→ là ch y r i αả ố
1
= α
2
= 1.
Do Re nh nên tr ng thái dòng ch y là ch y r i thành tr n th y l c.ỏ ạ ả ả ố ơ ủ ự

0,25 0,25
0, 3164 0, 3164
0, 04
3460
e
R
λ
⇒ = = =

Nh v y:ư ậ
2 2
2
2
2 4 2 4
8 8
. . .
a
P P
Q l Q
h
d g d d g
α λ
γ π π
 
−
= − +
 
 

2

2
2 4
8
.
Q l
h
d g d
α λ
π
 
= − +
 
 

3 2
2 4
8(10 ) 5
1 1 0, 04.
.(0, 035) .9, 81 0, 035
π
−
 
= − +
 
 
0, 62
du
P
γ
=

(m c t d u)ộ ầ
V i ớ
3
2
0, 85.9810 8338, 5( )
N
m
γ
= =
0, 62.8338, 5
0, 05( )
0, 98.105
du
P at
⇒ = =
Nhóm:9 Trang:
5
Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

BÀI:6-8.
D
1
2
2
0
1
0
- Vi t ph ng trình Becnuli cho các m t c t 1-1, 2-2 (m t chu n O-O).ế ươ ặ ắ ặ ẩ
21
2

2
2
2
2
2
1
1
1
1
22
−
+++=++
tb
dd
h
g
vp
z
g
vp
z
α
γ
α
γ
Trong đó: z
1
= z
2
= 0

v
1
= v
2
= v =
83,2
)10.
2
150
.(
10.50
23
3
==
−
−
π
S
Q
(m/s).
Vì đ ng ng có chi u dài l n nên ta có th b qua t n th t c c b .ườ ố ề ớ ể ỏ ổ ấ ụ ộ
g
v
D
l
hh
dtb
2

2

21
λ
==
−
* Khi t = 10
0
C tra bi u đ hình 6-8 trang 171(BT th y l c và máy th y l c) ta có:ể ồ ủ ự ủ ự

9,0
)(10.3)(3
1
2
4
2
1
=
==
−
δ
υ
s
m
s
cm
)(88299810.9,0
3
1
m
N
==⇒

γ
Suy ra:
23201415
10.3
10.150.83,2.
Re
4
3
1
<===
−
−
υ
Dv

→
Là dòng ch y t ng: ả ầ
2
21
===
ααα
045,0
1415
64
Re
64
1
===⇒
λ

Nh v y: ư ậ
3,612
81,9.2
83,2
.
10.150
10.5
.045,0
2

2
3
32
21
21
=====
−
−
−
g
v
D
l
hh
pp
dtb
d
λ
γ
m c t d uộ ầ

21
ppp −=∆⇒
=612,3 . 8829 = 5,4.10
6
(N/m
2
)
Nhóm:9 Trang:
6
Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

* Khi t = 20
0
C tra bi u đ ta có:ể ồ

894,0
)(10.25,1)(25,1
2
2
4
2
2
=
==
−
δ
υ
s
m
s

cm

)(87709810.894,0
3
2
m
N
==⇒
γ
Suy ra:
23203396
10.25,1
10.150.83,2.
Re
4
3
2
>===
−
−
υ
Dv
→
Là dòng ch y r i: ả ố
1
21
===
ααα
- Do Re
2

nh nên tr ng thái dòng ch y là ch y r i thành tr n th y l c.ỏ ạ ả ả ố ơ ủ ự
041,0
)3396(
3164,0
Re
3164,0
25,025,0
2
===⇒
λ
Nh v y: ư ậ
87,557
81,9.2
83,2
.
10.150
10.5
.041,0
2

2
3
32
21
21
=====
−
−
−
g

v
D
l
hh
pp
dtb
d
λ
γ
m c tộ
d u.ầ
21
ppp −=∆⇒
= 557,87 . 8770 = 4,9 . 10
6
(N/m
2
)
* Khi t = 30
0
C tra bi u đ ta có:ể ồ
889,0
)(10.5,0)(5,0
3
2
4
2
3
=
==

−
δ
υ
s
m
s
cm
)(87219810.889,0
3
3
m
N
==⇒
γ
Suy ra:
23208490
10.5,0
10.150.83,2.
Re
4
3
3
>===
−
−
υ
Dv
→
Là dòng ch y r i: ả ố
1

21
===
ααα
- Do Re
3
nh nên tr ng thái dòng ch y là ch y r i thành tr n th y l c.ỏ ạ ả ả ố ơ ủ ự
033,0
)8490(
3164,0
Re
3164,0
25,025,0
2
===⇒
λ
Nh v y: ư ậ
449
81,9.2
83,2
.
10.150
10.5
.033,0
2

2
3
32
21
21

=====
−
−
−
g
v
D
l
hh
pp
dtb
d
λ
γ
m c t d u.ộ ầ
Nhóm:9 Trang:
7
Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

21
ppp −=∆⇒
= 449 . 8721 = 3,9 . 10
6
(N/m
2
)
Bài 4-15:
Cho: P =760mmHg
=9,8.10
4

(N/m
2
)
t
o
= 20
0
C
273=→ T
0
K
D = 0,2m ,
95,0
=
µ
Gi iả
1.Tính l u l ng không khí khi c t áp c a r i dùng trong chân không kư ượ ộ ủ ượ ế
h=0,25(m)
2
/800 mNr
=
γ
∗
Ch n m t c t 1-1, 2-2 nh hình v ch n măt ph ng đi qua tr c qu t, làm m tọ ặ ắ ư ẽ ọ ẳ ụ ạ ặ
chu n. Ta có ph ng trình Becnuli t i 2 m t c t đó là:ẩ ươ ạ ặ ắ
=++
g
VP
Z
2

2
1
1
1
1
α
γ

21
2
2
2
2
2
2
−
+++
w
h
g
VP
Z
α
γ
(1)
Ta có: Z
1
= Z
2
=0

1
21
==
αα
V
1
= 0
H
w1-2
= 0 đo n dòng ch y ng n không có ch ng ng i v t.ạ ả ắ ướ ạ ậ
(1)
g
VP
P
a
2
2
22
+=⇔
γγ
∗
γ
2
PP
h
a
ck
−
=
ck

a
h
P
P
−=⇒
γγ
2
(2)
Th (2) vào (ế
∗
) ta đ c: ượ
g
V
h
P
P
ck
a
2
2
22
+−=
γγ
Nhóm:9 Trang:
8
D
1
1
h
Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự

g
V
h
ck
2
2
2
=⇒
(3)
Ta có áp su t chân không t i c t n c ph i b ng áp su t không khí.ấ ạ ộ ướ ả ằ ấ
P
ck
= P
kk
kkkkrck
hh
γγ
=⇔
.
V i:ớ
( )
3
4
a
kk
m/N82,11
293.27,29.750
10.8,9.760
RT

P
===γ
( )
m2,169
4,11
8000
.25,0
.h
h
kk
rck
kk
==
γ
γ
=⇒
Th vào (3) ta đ c:ế ượ
)s/m(62,57175.81,9.2h.g.2v
kk2
===
)s/m(8,1
4
5,62,57.2,0.14,3
v.
4
d.
Q
3
2
2

2
ttkk
==
Π
=⇒
−
V i ớ
( )
smQ
đkk
/71,195,0.8,195,0
3
==⇒=
−
µ
2, V i Qớ
kk-tt
= 1,8 (m
3
/s), T= 273 – 20 = 253
0
k
Và h
kk
= 169,2 (m) không khí
P
kk
= 405(mmHg) = 0,54.10
5
(N/m

2
)
V i ớ
( )
3
5
kk
m/N3,7
287.253
10.54,0.81,9
RT
P.g
.g ===ρ=γ
C t áp c a r u là:ộ ủ ượ
h
ck-r
= h
ck-kk
.
( ) ( )
mm154m154,0
8000
3,7
.2,169
r
kk
===
γ
γ
Nhóm:9 Trang:

9