Baitap CHAPTER7 cơ học chất lỏng thực

P7.1 Dòng chảy với vận tốc 20 m/s chảy qua 1 tấm phẳng mỏng, xác định khoảng cách x từ mép
đầu của tấm phẳng đến vị trí có chiều dày lớp biên là 1 mm hoặc 10 cm, tính cho 2 trường hợp
(a) không khí (b) nước ở 20°C và 1 atm.
P7.2 Không khí, tương đương với điều kiện ở độ cao 4000 m, chuyển động với vận tốc
450miles/h chảy qua 1 cánh có chiều dày 18cm, chiều dài dây cung 1,5 m, và chiều rộng cánh là
12m. Tính số Reynolds, từ đó tính toán lực nâng và lực cản của cánh.
P7.3 Phương trình (7.1b) giả định rằng lớp biên trên bản phẳng là chảy rối, tính từ mép vào trở
đi. Hãy thiết lập một giản đồ để xác định chiều dày lớp biên chính xác hơn khi dòng chảy là chảy
tầng cho đến vị trí có số Re mà sau đó dòng chảy chuyển sang chảy rối. Áp dụng giản đồ này,
tính chiều dày lớp biên trên bản phẳng tại x=1,5 m, bản phẳng ngập trong dòng không khí có
vận tốc 40 m/s tại 20°C và 1 atm. So sánh kết quả với Eq. (7.1b). Giả thiết số Re tại đó dòng
chảy chuyển từ tầng sang rối là Rex,crit=1,2.106
P7.4 Không khí 20°C và 1 atm chuyển động với vận tốc 15 m/s chảy bao 1 tấm phẳng với số Re
tại đó dòng chảy chuyển từ tầng sang rối là Re x,crit=1.106. Tại x bằng bao nhiêu thì chiều dày lớp
biên là 8 mm? Tại sao Eqs. (7.1) dường như là không đúng?
P7.5 Dầu SAE 30 ở 20°C chuyển động với lưu lượng 1.8 ft 3/s từ 1 bình chứa vào ống có đường
kính 6-in. Dùng lý thuyêt dòng chảy trên bản phẳng để ước lượng vị trí x tại đó lớp biên trên
thành ống gặp đường trục ống.
P7.23 Tấm ván ép hình chữ nhật 4ft x 8ft đặt trên giàn lắp trên trần xe. (Fig. P7.23.) Xe chuyển
động với vận tốc 35 miles/h. (a) Giả sử tấm ván hoàn toàn thẳng hàng với dòng không khí
chuyển động. Tính chiều dày lớp biên tại đuôi tấm phẳng? (b) Tính lực cản trên tấm phẳng nêu
lớp biên chảy tầng. (c) Tính lực cản trên tấm phẳng nếu lớp biên chảy rối (giả thiết tấm phẳng
trơn nhẵn), so sánh với trường hợp chảy tầng.

P7.53 Từ bảng 7.2, hệ số lực cản của 1 bản phẳng đặt vuông góc với dòng chảy là 2. Cho điều
kiện dòng chảy ngoài là U∞ và p∞. Nếu áp suất trung bình phía trước bản phẳng bằng áp suất hãm
của dòng ngoài, hãy tính áp suất trung bình ở ngay phía sau bản phẳng.
P7.54 Một ống khói đường kính 2 m, cao 40 m. Khi ống khói chịu gió bao với vận tốc 50
miles/h, hãy tính lực của gió tác động lên ống khói và moment uốn tính với đáy ống khói.
P7.55 Một con tàu kéo một xilanh ngập trong nước, xilanh có đường kính 1,5 m và dài 22 m, vận
tốc con tàu là 5 m/s chuyển động trong nước 20°C. Tính công suất kéo (kW) cần thiết trong 2

trường hợp:
(a) xilanh đặt song song với phương kéo
(b) xilanh đặt vuông góc với phương kéo
P7.56 Xe giao hang có bảng hiệu đặt dọc trên nóc xe, Fig.P7.56. Nếu bảng hiệu rất mỏng và xe
chuyển động với vận tốc 55 miles/h, xác định lực tac dụng lên bảng hiệu trong hai trường hợp:
(a) không có gió ngang
(b) có gió ngang 10 miles/h


P7.57 Dây cáp chính nối giữa các trụ tháp của cầu treo dọc bờ biển có đường kính 60 cm và dài
90m. Xác định lực cản tác dụng lên dây cáp với gió ngang 50 miles/h. Đây có phải là điều kiện
chảy tầng hay không?
P7.58 Một trụ dài có mặt cắt hình chữ nhật, chiều cao 5 cm chiều dài 30 cm, ngập trong nước
20°C chảy với vận tốc12 m/s song song với mặt dài của hình chữ nhật. Xác định lực cản tác
dụng trên 1 m chiều dài của trụ trong 2 trường hợp:(a) hình chữ nhật có 1 mặt phẳng (b) hình
chữ nhật có đầu mũi lượn tròn.
P7.88 Xe tải nhỏ có tiết diện cản chính 35 ft2. Xác định công suất cần thiết để dẫn động xe chạy
với tốc độ 55miles/h trong 2 trường hợp
(a) xe không mang bảng hiệu
(b) xe mang bảng hiệu hình chữ nhật 3 ft x 6 ft như hình vẽ
Sức cản lăn của xe là 150 lbf

P7.115 Máy bay có trọng lượng 180 kN và diện tích cánh là 160m 2, chiều dài dây cung cánh là
4m. Đặc tính của cánh cho trong hình Fig. 7.25 (Chapter 7). Nếu máy bay chuyển động với vận
tốc 250 miles/h ở độ cao 3000-m, Tính lực cần thiết để thắng lực cản trên cánh máy bay.
P7.116 Máy bay trong bài tập P.7.115 được thiết kế để hạ cánh với vận tốc V=1.2Vstall , bằng
cách sử dụng hệ thống cánh gập phụ (flag) ở vị trí 60°. Tính vận tốc khi hạ cánh của máy bay
theo miles/h? Tính công suất cần thiết để cất cánh tại cùng tốc độ này.
Ghi chú: Vstall: vận tốc bé nhất để máy bay còn giữ được cân bằng, không chòng chành
P7.122 Con tàu có khối lượng 2500 kg có hai cánh ngầm, mỗi cánh có chiều dài dây cung 30 cm

và chiều rộng cánh 1.5 m, với CL,max=1,2; CD= 0,08. Động cơ của tàu có thể cung cấp công suất
130 kW. Với nước biển ở 20°C, hãy tính:
(a) vận tốc nhỏ nhất tại đó cánh vẫn có thể nâng được tàu
(b) Vận tốc lớn nhất có thể đạt được.