Bài tập thủy khí Bài tập thủy khí Bài tập thủy khí Bài tập thủy khí

BÀI TẬP TỔNG HỢP – THỦY KHÍ
1. Một dòng tia nước có đường kính 3 in chuyển động nằm ngang đập vào một tấm phẳng như hình. Xác
định vận tốc của dòng tia nếu một lực nằm ngang có giá trị bằng 10-lb được đặt lên tấm phẳng để (a) giữ
cho tấm phẳng đứng yên, (b) cho phép tấm phẳng chuyển động đều với vận tốc 10 ft/s như hình.

ĐS: a) 10,2 ft/s; b) 20,2 ft/s
2. Một dòng tia nước đường kính 1 in chuyển động nằm ngang đập thẳng vào bánh công tác của tuốc bin
Pelton. Cho biết dòng tia ra khỏi miệng vòi phun với vận tốc 100 ft/s. Xác định độ lớn lực nằm ngang cần
thiết để (a) giữ cho mặt cong đứng yên, (b) giữ cho mặt cong chuyển động với vận tốc đều 10 ft/s.

ĐS: a) 181 lb; b) 146 lb
3. Một hàm dòng của một dòng chảy không nén được là
ψ = 10y + e-ysinx
Đây có phải là một dòng chảy không xoáy không?
4. Một hàm dòng của một dòng chảy không nén được là
ψ = ay2 - bx
Trong đó a và b là hằng số. Đây có phải là một dòng chảy không xoáy không?


5. Thế vận tốc cho một dòng chảy hai chiều là
ϕ = (5/3)x3 – 5xy2
Chứng minh rằng phương trình liên tục được thỏa mãn và xác định hàm dòng tương ứng.
6. Xác định hàm dòng tương ứng đối với thế vận tốc
ϕ = x3 – 3xy2
7. Một chất lỏng chảy qua một ống nằm ngang có đường kính 0.1 in. Cho biết số Reynolds của dòng chảy
là 1500, tổn thất năng lượng dọc đường dọc theo chiều dài 20 ft của ống là 6.4 ft. Xác định vận tốc của
chất lỏng?
ĐS: 2,01 ft/s
8. Một dòng chảy tầng trong ống dẫn đường kính 0.1 m. Nếu vận tốc của chất lỏng đo tại điểm cách thành
ống một khoảng 0.012 m là 0,8 m/s, xác định vận tốc tại trục ống dẫn và lưu lượng chảy qua ống?
ĐS: 7,42 x 10-3 m3/s

9. Nước chảy trong ống có đường kính 0.12 m với lưu lượng 0.040 m3/s. Xác định chênh lệch áp suất trên
đường ống nếu đường kính ống dẫn đột ngột thay đổi thành 0.06 m.
ĐS: 133 kPa
10. Hai bể A và B nối với nhau bằng hệ thống ống 1, 2,3 có các thông số sau:

l1  400m, l2  180m, l3  50m, d1  d 2  d3  100mm .
1  2  3  0, 025. Ống 2 nối song song với ống 3. Bỏ qua tổn thất cục bộ. Độ chênh H
giữa hai bể là 10m. Tính lưu lượng qua các ống.

H

A
1

3
B
2

ĐS: Q3  7l / s ;

Q2  3, 71l / s ; Q1  10,71l / s

11. Nước chảy từ bể A sang bể B qua một đường ống đặt nằm ngang có tiết diện thay đổi. Cho biết:
H1  2m ; H 2  1m ; d1  100 mm ; d 2  75mm . Bỏ qua tổn thất dọc đường. Tính lưu lượng nước
chảy qua ống.


A
B

H1
d1

d2

H2

ĐS: 16 l/s
12. Xét một dòng chảy tầng qua tấm phẳng. Nếu biết chiều dày lớp biên tại khoảng cách 1,3 m so với mép
vào của tấm phẳng là 12 mm, xác định chiều dày lớp biên tại khoảng cách là 0,2; 2; 20 m so với mép
vào của tấm phẳng?
ĐS: 4,7 mm; 14,8 mm; 47 mm
13. Xác định số Mach của một chiếc xe ô tô di chuyển trong không khí tại điều kiện tiêu chuẩn với vận
tốc (a) 25 mph, (b) 55 mph, (c) 100 mph.
ĐS: a) 0,0328; b) 0,0722; c) 0,131
14. Áp suất và nhiệt độ hãm của một dòng không khí chảy qua một đầu dò là 120 kPa và 100oC. Nếu cho
áp suất của không khí là 80 kPa, xác định vận tốc của không khí và số Mach nếu xem dòng chảy là không
nén được.
ĐS: 267 m/s; 0,725
15. CO2 giãn nở đẳng entropy thông qua một ống dẫn tử p1 = 125 kPa và T1 = 100oC đến p2 = 80 kPa và
V2 = 325 m/s. Xác định (a) T2, (b) Ma2, (c) T0, (d) p0, (e) V1 và (f) Ma1.
ĐS: a) 336 K; b) 1,13; c) 401 K; d) 171 kPa; e) 214 m/s; f) 0,71
16. Một trụ thẳng đứng đặt trong không khí và có thể quay được quanh trục của nó, chiều cao trụ L=3m,
bán kính trụ R=0,75m, vận tốc gió V=5m/s, khối lượng riêng của không khí 1,2kg/m3 , vận tốc quay của
trụ là 220 vòng/phút.
a) Tính lực tác dụng lên trụ.
b) Biểu diễn chiều quay của trụ và phương, chiều vectơ lực nâng trên hình vẽ.
ĐS: 1462 N (sử dụng định lí Kutta – Joukoski, tính lưu số theo U2).

Bảng quy đổi đơn vị: