Chất lỏng có độ nhớt 10 mm^2/s, chảy tầng có áp trong ống nằm ngang L = 500 m, d = 100 mm với Q = 10 lít/s. Tổn thất năng lượng dọc đường bằng:

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng công thức tính tổn thất năng lượng cục bộ khi dòng chảy qua chỗ thu hẹp đột ngột. Công thức này có dạng:

h_c = ζ * (v_2^2) / (2g)

Trong đó:
- h_c là tổn thất năng lượng cục bộ.
- ζ là hệ số tổn thất cục bộ, phụ thuộc vào tỷ lệ diện tích S_2/S_1. Với thu hẹp đột ngột, ζ có thể được tính hoặc tra bảng.
- v_2 là vận tốc dòng chảy sau chỗ thu hẹp.
- g là gia tốc trọng trường (≈ 9.81 m/s²).

Bước 1: Tính vận tốc v_1 và v_2.
v_1 = Q / S_1 = 0.02 / 0.05 = 0.4 m/s
v_2 = Q / S_2 = 0.02 / 0.005 = 4 m/s

Bước 2: Tính hệ số ζ. Vì không có thông tin cụ thể về cách tính ζ, ta sử dụng công thức kinh nghiệm cho thu hẹp đột ngột: ζ ≈ 0.5 * (1 - S_2/S_1), hoặc một số tài liệu có thể cho ζ trực tiếp dựa trên tỷ số S_2/S_1. Tuy nhiên, để đơn giản và phù hợp với các đáp án cho sẵn, ta xét một cách gần đúng, một số tài liệu có thể cung cấp ζ ≈ (1-S2/S1)^2 = (1-0.005/0.05)^2 = (1-0.1)^2 = 0.9^2 = 0.81 hoặc ζ ≈ 0.5. Nếu không có thông tin khác, ta giả sử ζ ≈ 0.5. Trong thực tế, giá trị này phụ thuộc nhiều vào hình dạng thu hẹp.

Bước 3: Tính tổn thất năng lượng cục bộ.
h_c = ζ * (v_2^2) / (2g) = 0.5 * (4^2) / (2 * 9.81) ≈ 0.5 * 16 / 19.62 ≈ 0.4077 m

Hoặc nếu dùng ζ = 0.81, h_c = 0.81 * (4^2) / (2 * 9.81) ≈ 0.81 * 16 / 19.62 ≈ 0.66 m

Vậy, đáp án gần đúng nhất là B. 0,66 m.

Trong công thức Q = μ S √(2 g H) dùng để tính lưu lượng dòng chảy tự do qua lỗ từ một bể hở, H đại diện cho chiều cao cột nước tác dụng lên lỗ, tức là chênh lệch độ cao giữa mặt thoáng của chất lỏng trong bể và tâm của lỗ. Điều này là do áp suất tại tâm lỗ quyết định vận tốc dòng chảy qua lỗ, và áp suất này tỉ lệ thuận với chiều cao cột nước phía trên tâm lỗ. Do đó, đáp án chính xác là B.

Hệ số lưu lượng μ thể hiện mức độ tổn thất năng lượng và sự co hẹp của dòng chảy khi qua lỗ. Khi dòng chảy qua lỗ bị co hẹp nhiều, diện tích dòng chảy thực tế nhỏ hơn diện tích lỗ, dẫn đến hệ số lưu lượng μ nhỏ. Các phương án khác không giải thích trực tiếp mối quan hệ giữa sự co hẹp dòng chảy và hệ số lưu lượng.

Trong hệ thống đường ống phân nhánh hở, nhánh cơ bản là nhánh có yêu cầu về năng lượng lớn nhất. Điều này là do nhánh cơ bản phải cung cấp đủ năng lượng (áp suất và lưu lượng) cho tất cả các nhánh khác trong hệ thống. Các nhánh khác sẽ được điều chỉnh dựa trên nhánh cơ bản này.

Khi tính toán thủy lực hệ thống đường ống nối tiếp, đặc điểm quan trọng nhất là lưu lượng chất lỏng chảy qua tất cả các đoạn ống phải bằng nhau. Điều này là do chất lỏng không thể bị nén (trong điều kiện lý tưởng) và phải tuân theo định luật bảo toàn khối lượng. Tổn thất năng lượng sẽ khác nhau tùy thuộc vào chiều dài, đường kính và độ nhám của từng đoạn ống. Cột áp của hệ thống bằng tổng cột áp của các đoạn ống chứ không phải bằng nhau. Lưu lượng của hệ thống bằng lưu lượng của từng đoạn ống chứ không phải là tổng lưu lượng.