Đối với dòng chảy có áp trong ống tròn, quan hệ giữa tổn thất dọc đường hd và vận tốc v theo:

Câu 36:

Quy luật phân bố vận tốc trên một mặt cắt ướt của dòng chảy tầng trong khe hẹp giữa hai bản phẳng song song 1 đứng yên, 1 chuyển động với vận tốc không đổi:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Trong dòng chảy tầng giữa hai bản phẳng song song, một đứng yên và một chuyển động với vận tốc không đổi, quy luật phân bố vận tốc là tuyến tính. Điều này là do dòng chảy chịu tác động của cả áp suất và lực kéo từ bản chuyển động, tạo ra sự kết hợp của dòng Poiseuille (do áp suất) và dòng Couette (do lực kéo). Tuy nhiên, vì là dòng chảy tầng trong khe hẹp, ảnh hưởng của lực nhớt chiếm ưu thế và vận tốc biến đổi tuyến tính từ bản đứng yên đến bản chuyển động. Vì vậy, đáp án chính xác nhất là B. Thay đổi theo quy luật bậc nhất.

Câu 37:

Định luật Haghen-Poise xác định độ chênh áp của dòng chảy tầng có áp trong ống tròn bằng công thức:

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Định luật Hagen-Poiseuille mô tả sự sụt áp trong dòng chảy tầng của chất lỏng không nén được, nhớt, trong một ống trụ tròn có tiết diện ngang không đổi. Công thức này được biểu diễn như sau:

Δp = 128 μ L Q / (π d^4)

Trong đó:
- Δp là độ chênh lệch áp suất giữa hai đầu ống.
- μ là độ nhớt động học của chất lỏng.
- L là chiều dài của ống.
- Q là lưu lượng thể tích của chất lỏng.
- d là đường kính của ống.

Như vậy, đáp án B là đáp án chính xác.

Câu 38:

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:

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Để giải bài toán này, ta cần sử dụng công thức Darcy-Weisbach để tính tổn thất cột áp dọc đường trong ống dẫn. Vì dòng chảy là dòng chảy tầng (laminar), hệ số ma sát Darcy có thể được tính trực tiếp từ số Reynolds.

1. Tính vận tốc dòng chảy (v):
- Lưu lượng Q = 10 lít/s = 0.01 m^3/s
- Diện tích mặt cắt ngang của ống A = \( \pi * (d/2)^2 \) = \( \pi * (0.1/2)^2 \) = 0.007854 m^2
- Vận tốc v = Q/A = 0.01 / 0.007854 = 1.273 m/s

2. Tính số Reynolds (Re):
- Độ nhớt động học \( \nu \) = 10 mm^2/s = 10 * 10^-6 m^2/s
- Re = (v * d) / \( \nu \) = (1.273 * 0.1) / (10 * 10^-6) = 12730
- Vì Re < 2320 (dòng chảy tầng), dòng chảy thực tế không phải chảy tầng mà là chảy rối, cần xem xét lại giả thiết ban đầu. Tuy nhiên, nếu vẫn tiếp tục giải theo dòng chảy tầng để tìm ra đáp án gần đúng nhất (do đề bài yêu cầu) thì ta tiếp tục như sau:

3. Tính hệ số ma sát Darcy (f):
- f = 64 / Re = 64 / 12730 = 0.00503

4. Tính tổn thất cột áp dọc đường (hf):
- hf = f * (L/d) * (v^2 / (2*g))
- hf = 0.00503 * (500 / 0.1) * (1.273^2 / (2 * 9.81))
- hf = 0.00503 * 5000 * (1.620529 / 19.62)
- hf = 0.00503 * 5000 * 0.0826
- hf = 2.077 m

Vậy tổn thất năng lượng dọc đường là khoảng 2.08 m. Do đó, đáp án phù hợp nhất là B.

Câu 39:

Trong công thức tính lưu lượng dòng chảy tự do qua lỗ từ một bể hở: Q = μ S √(2 g H), H là:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Trong công thức Q = μ S √(2 g H) để tính lưu lượng dòng chảy tự do qua lỗ từ một bể hở, H đại diện cho chênh lệch độ cao giữa mặt thoáng của chất lỏng trong bể và tâm của lỗ. Các yếu tố khác trong công thức bao gồm: Q là lưu lượng, μ là hệ số lưu lượng, S là diện tích lỗ, và g là gia tốc trọng trường. Do đó, phương án B là chính xác nhất.

Câu 40:

Trường hợp nào sau đây đủ điều kiện cho ta xác định được vận tốc trung bình của một dòng chảy có áp trong ống tròn:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Để xác định vận tốc trung bình của dòng chảy có áp trong ống tròn, ta cần biết lưu lượng (Q) và diện tích mặt cắt ngang của ống (A). Vận tốc trung bình (v) được tính bằng công thức v = Q/A. Vì ống tròn có diện tích A = π(d/2)^2 = πd^2/4, nên nếu biết lưu lượng và đường kính ống, ta có thể tính được vận tốc trung bình.

Phương án B không đủ để xác định vận tốc trung bình vì trạng thái dòng chảy (ví dụ: chảy tầng hay chảy rối) và vận tốc tại tâm ống không trực tiếp cho ta biết lưu lượng. Phương án C cũng không đủ, vì hệ số nhám, đường kính ống và độ dốc thủy lực cho phép tính toán tổn thất áp suất và vận tốc theo các công thức như Darcy-Weisbach hoặc Manning, nhưng cần thêm thông tin khác để xác định lưu lượng và từ đó tính vận tốc trung bình một cách chính xác. Do đó, chỉ phương án A là đủ điều kiện.

Câu 41:

Nước chảy từ bể qua mạng lưới ống dẫn như hình vẽ, lưu lượng nước lấy ra khỏi các điểm B, C, D, E, F là q. Lưu lượng nước chảy trong ống BD là:

Lời giải: