H I Đ NG THI KHOA KHCBỘ Ồ
B MÔN C H CỘ Ơ Ọ
Đ thi k t thúc h c ph n: ề ế ọ ầ K thu t thuỹ ậ ỷ
khí
Đ s : 2ề ố - Th i gian làm bài: 70ờ phút
Tr ng B môn ký duy tưở ộ ệ
Ghi chú:
Sinh viên không đ c: s d ng tài li u; vi t v vào đ thi. Đ thi ph i n p cùng bài thi.ượ ử ụ ệ ế ẽ ề ề ả ộ
( C¸c kÕt qu¶ lµm trßn ®Õn 2 sè sau dÊu phÈy)
C©u 1 (4,5 đi m)ể
Khi ch t ấl ng có t tr ng ỏ ỷ ọ δ=1,2
dâng lên đ n đ cao H=4,2m thì v tế ộ ậ
hình tr (g n vào b n l t i A) b t đ uụ ắ ả ề ạ ắ ầ
b đ y lên. Bán kính tr R=0,8m, chi uị ẩ ụ ề
dài tr L=2m. Áp su t m t thoáng là ápụ ấ ặ
su t khí tr i.ấ ờ
1/ Tìm tr ng l ng c a tr ? 2đọ ượ ủ ụ
2/ Tìm áp l c d ch t l ng tácự ư ấ ỏ
d ng lên tr ? 2đụ ụ
Đáp án:
γ = 1,2 x 9810 = 11772 N/m3
1/
zyx
PPPP
++=
Py = 0 (vì ch t l ng không tác d ng lên m t cong theo ph ng Oy)ấ ỏ ụ ặ ươ
Px = γ hCxωx= γ (H+R/2)RL
= 11772 (4,2 +0,8/2)0,8 x2
= 86641,92 N
Pz = γ VAL = γ (Vh p ộ + V ¼ trụ )
= γ (R.H.L +πR2/4 .L)
= γ R.L (H+πR/4 )
= 11772 .2.0,8( 4,2 +3,14 . 0,8/4)
= 90936,35 N
Tr ng l ng tr chính là G = Pọ ượ ụ . sinα = PZ = 90936,35 N
2/ P = (Px2+Pz2)0,5 = 125603,5 N
α = arctg (Pz/Px)= 46,38o
V y áp l c d ch t l ng tác d ng lên m t tr có giá tr b ng 90936,35 N, h ng vào tâmậ ự ư ấ ỏ ụ ặ ụ ị ằ ướ
tr , h p v i ph ng ngang m t góc là 46,38ụ ợ ớ ươ ộ o.
C©u 2 (5,5đi m)ể
Ch t l ng có t tr ng ấ ỏ ỷ ọ δ=1,2 ch y t b B sang b A hình v . Bi t s ch c a ápả ừ ể ể ẽ ế ố ỉ ủ
k có giá tr d là 0,12at; H=1m; Hế ị ư B=3m; áp su t t i m t thoáng b A là áp su t khí tr i.ấ ạ ặ ể ấ ờ
L u l ng ch y trong ng Q=4(l/s); h s nh t đ ng ư ượ ả ố ệ ố ớ ộ ν=0,015cm2/s; đ ng kính ngườ ố
d n không thay đ i d=50mm; t ng chi u dài ng l=20m; h s t n th t u n t i 3 v tríẫ ổ ổ ề ố ệ ố ổ ấ ố ạ ị
H
R
A
O
Ox
z
đ u b ng ề ằ ξu=3; b qua t n th t t i c a vào và c a ra c a ng; l y g=9,81m/sỏ ổ ấ ạ ử ử ủ ố ấ 2. Tr ngườ
h p ch t l ng ch y r i tính ợ ấ ỏ ả ố λ theo công th c: ứ
25,0
Re
3164,0
=
λ
và α=1.
1/ Tìm chi u cao HềA=? 3,5đ
2/ Ch t l ng s hoá h i đi u ki n áp su t là 0,34at. N u t đ u ng đ n đi mấ ỏ ẽ ơ ở ề ệ ấ ế ừ ầ ố ế ể
S là 18m thì t i đó có x y ra hi n t ng xâm th c không? ạ ả ệ ượ ự 2đ
Đáp án:
1/ có v =4Q/πd2 = 2,038 m/s
Re = vd/ν = 67940,55 >2320 ch y r iả ố
25,0
Re
3164,0
=
λ
=0,019
Vi t ph ng trình Bernoulli (m t chu n t i đáy b A và b B) cho đo n dòngế ươ ặ ẩ ạ ể ể ạ
ch y đi t m t c t B-B t i m t thoáng c a b B đ n m t c t A-A t i m t thoáng b Aả ừ ặ ắ ạ ặ ủ ể ế ặ ắ ạ ặ ể
ta có nh sau:ư
zB + pB/γ = zA+pA/γ + hwB-A
H
HA
Spo
pa
A B
HB
00
A
ABB
S
HB + pdB/γ = HA + 0 + hw B – A (*)
Ta có: t n th t khi ch t l ng ch y t b B đ n b A: ổ ấ ấ ỏ ả ừ ể ế ể
hwB-A= (3. ξu+ λ .l/d) v2/2g
= (3.3 + 0,019 .20/0,05). 2,3082/2.9,81
= 3,51m
V y: thay vào ph ng trình (*)ậ ươ
3 + 0,12 .98100/ (1,2 .9810) = HA + 3,51
HA = 4- 3,51 = 0,49 m
2/ Vi t ph ng trình Bernoulli t m t thoáng b B (m t c t B –B) đ n đi m S (m tế ươ ừ ặ ể ặ ắ ế ể ặ
c t S-S) , ch n chu n trùng m t c t B – B ta có:ắ ọ ẩ ặ ắ
0+ pod/γ = H + pdS /γ + α v2/2g + hwB-S
pdS /γ = pod/γ − H - α v2/2g -hwB-S
Ta có:
hwB-S = ( 3. ξu + λ 18/d) v2/2g
= (3. 3 + 0,019 .18/ 0,015) 2,0382/(2.9,81))
= 3,35 m
V y:ậ
pdS/γ = 1 – 1 - 2,0382/ (2.9,81) – 3,35 = - 3,56 (m)
suy ra: pdS = -3,56 . γ = −3,56 . 1,2 .9810= − 41908,32 N/m2
pdS = - 0,43 at
V y t i đi m S xu t hi n áp su t chân không: pậ ạ ể ấ ệ ấ ckS = 0,43 at
Áp su t tuy t đ i t i đi m S: ấ ệ ố ạ ể
ptS = 1-0,43= 0,57 at > 0,34 at
V y t i đi m S không x y ra hi n t ng xâm th c.ậ ạ ể ả ệ ượ ự