bài tập cơ lưu chất hay và chi tiết

Giáo án môn Cơ Học Lưu Chất – Bài tập Chương 4
GVC TS. Lê Văn Dực

BÀI TẬ P CƠ LƯU CHẤT
CHƯƠNG 4.
4.1. Máy bơm hút nước từ bể phun ra ngồi như Hình 4.1. Đường kính ống hút và ống đNy D =
8cm, miệng ra bị thu hẹp có đường kính d = 5cm. Bỏ qua mất năng.
Biết H1 = 4m, H2 = 8m và áp suất dư lớn nhất đo được sau máy bơm là 100KPa.
a) Tính vận tốc và lưu lượng nước phun ra ngồi.
b) Tính chiều cao h nếu α = 300
α
D

H1

h

po

d
B

H2

H1

C

H

C

yo
xo

Hình 4.1

Hình 4.2

4.2 Một lỗ thành mỏng được lắp vào bên hông của một bể chứa nước kín khí ở trên, đựng nước
đến cao trình H so với trục lỗ thành mỏng. Mực nước trong ống đo áp lên đến cao độ là H1 so
với mặt nước trong bể. Đường kính lỗ thành mỏng là d. Hệ số co hẹp là Cc; hệ số lưu tốc là
Cv . Nước bắn ra khỏi lỗ rơi chạm đỉnh tường có cao độ thấp hơn trục lỗ là yo và cách đỉnh
tường một đoạn là xo (Hình 4.2).
Cho H = 4m; H1 = 2m; d = 6 cm; Cc = 0,64; Cv = 0,97; yo = 2m.
a. Tính khoảng cách xo từ lỗ đến tường ?
b. Tính vận tốc dịng tia tại mặt cắt C-C ?
c. Tính lưu lượng chảy qua lỗ ?
Bar

1

R

2

Q
2
1

Hình 4.3

4.3 Tia nước từ đường ống trịn có đường kính D bắn ra ngồi khơng khí qua một vịi phun có
đường kính ra d như Hình 4.3. Hệ số tổn thất co hẹp của đoạn ống là ξ tính theo vận tốc ở mặt
cắt 2-2.
Nếu như người ta điều chỉnh vòi thẳng đứng hướng lên, độ cao tối đa tia nước đạt được là H
so với miệng vòi. Bỏ qua tổn thất năng lượng khi tia nước di chuyển trong khơng khí.
Cho D = 10 cm; d = 3 cm; H = 10 m; ξ = 0,2. Hãy tính:
1) Lưu lượng Q chảy trong ống ?
2) Tính phản lực của đoạn ống co hẹp tác động vào nước (bỏ qua trọng lượng của khối nước
giữa hai mặt cắt 1-1 và 2-2) ?

Copyright @ Datechengvn – August 2012

1


Giáo án môn Cơ Học Lưu Chất – Bài tập Chương 4
GVC TS. Lê Văn Dực

4.4 Vịi phun đường kính d được lắp vào ống đNy đường kính D của máy bơm. Gọi h3 là chiều cao
của mặt cắt 0-0 so với mực nước trong bể và h2 là chiều cao mặt cắt ra (1-1) so với mặt cắt 0-0;
Chiều cao tối đa mà nước có thể đạt được (mặt cắt 2-2) là h1 so với mặt cắt 1-1. Cho h1 = 9m;
h2 = 0,2 m; h3 = 2m; d = 3 cm. Hiệu suất máy bơm là η = 0,8. Giả sử bỏ qua lực cản do khơng
khí và tổn thất năng lượng trong đường ống, Tính cơng suất trên trục máy bơm?

2

2

H0

p0

h1
C H
1

h2

1
0

Dầu

0

h1

yo

C

D

h2

h3

xo

Hình 4.4

Nước
Hình 4.6

Hình 4.5

4.5 Lỗ thành mỏng đường kính d được lắp vào bên hơng bể chứa nước hình trụ đường kính D, kín
khí ở trên, đựng nước đến cao trình H so với trục lỗ thành mỏng. Lúc đầu áp suất khí trên mặt
thống là áp suất khí trời (pa = 10,33 m H20) và mực nước tương ứng trong bình thấp hơn nắp
bể chứa là Ho. Nước bắn ra khỏi lỗ rơi chạm đỉnh tường có cao độ thấp hơn trục lỗ là yo và
cách mặt cắt C-C theo phương nằm ngang một khoảng là xo (Hình 4.5). Cho d = 6cm;
D = 1m; H = 6m; Ho = 0,4m; yo = 3,0m; xo = 7,88 m; hệ số co hẹp của lỗ Cc = 0.64; hệ số lưu
tốc của lỗ là Cv = 0.97. Tính áp suất trên mặt thống của bể lúc đó ?
4.6. Cho dịng chảy ra khỏi lỗ vào khơng khí từ một bể chứa nước và dầu như Hình 4.6. Bỏ qua ma
sát, cho h1 = 1m; h2 = 1,3m; D = 0,1m; dầu có tỷ trọng 0,75. Tính lưu lượng tháo qua lỗ ?
4.7. Tính thành phần lực Fx và Fy cần để giữ bình chứa nước cân bằng như Hình 4.7. Cho
Q1 = 28l/s, V1 = 20m/s; Q2 = 20l/s, V2 = 50m/s; Q3 = 23l/s, V3 = 40m/s; Q4 = 31l/s, V4 = 30m/s.
Q2, V2

Fy

45o

Q3, V3
1

60o

Fx

Q1, V1
Hình 4.7

H
Đập tràn

60

o

Q4, V4

Q
c

P

mặt cắt co hẹp
hc

H1

H2

1
kênh thượng lưu

c
kênh hạ lưu

Hình 4.8

Hình 4.9

4.8 Nước chảy qua một đập tràn như Hình 4.8. Đáy kênh thượng và hạ lưu cùng nằm trên mặt
phẳng nằm ngang. Chiều cao đập là P. Cột nước tràn trên đỉnh đập là H. Chiều rộng đập và
Copyright @ Datechengvn – August 2012

2


Giáo án môn Cơ Học Lưu Chất – Bài tập Chương 4
GVC TS. Lê Văn Dực

kênh là b. Độ sâu tại mặt cắt co hẹp sau đập tràn là hc. Áp dụng phương trình năng lượng cho 2
mặt cắt 1-1 và c - c :
a) Lập phương trình tính lưu lượng Q qua đập, biết rằng hệ số tổn thất năng lượng qua đập là ξ
V2
(tổn thất năng lượng qua đập là hw = ξ
, với Vc là vận tốc dòng chảy tại mặt cắt co hẹp) .
2g
b) Cho P = 8 m; H = 1,2 m; hc = 0,8 m; b = 5m; ξ = 1,6, tính Q ?
c) Tính lực nước F tác động vào đập ?
4.9. Nước chảy qua một cửa cống hình chữ nhật như Hình 4.9, biết dòng chảy trước và sau cống
đều song song và nằm ngang. Độ sâu trước cống H1 = 1 m và sau cống H2 = 0,5 m . Xem bề
rộng dịng chảy (thẳng góc với trang giấy ) là 1 m và tổn thất năng lượng không đáng kể, tính
lưu lượng qua cống.

Copyright @ Datechengvn – August 2012

3