Dòng chất lỏng có δ = 0,8 chuyển động trong một đoạn ống tròn nằm ngang đường kính không đổi có chiều dài L = 10 m. Đầu đoạn ống có áp suất p₁ = 1,54 at, cuối ống có áp suất p₂ = 1,22 at. Độ dốc đo áp là:

-0,2

-0,3

-0,25

-0,4

Trả lời:

Đáp án đúng: D

Độ dốc đo áp (I) được tính bằng công thức: I = (p₂ - p₁) / (γ * L) Trong đó: - p₁ là áp suất đầu đoạn ống (1,54 at). - p₂ là áp suất cuối đoạn ống (1,22 at). - L là chiều dài đoạn ống (10 m). - γ là trọng lượng riêng của chất lỏng. Vì δ = 0,8 (tỷ trọng), nên γ = δ * γ_nước = 0,8 * 1000 kg/m³ = 800 kg/m³. Cần đổi áp suất từ at sang Pa: 1 at = 9.81 x 10^4 Pa => p₁ = 1.54 * 9.81 x 10^4 Pa = 151074 Pa p₂ = 1.22 * 9.81 x 10^4 Pa = 119682 Pa Thay số vào công thức: I = (119682 - 151074) / (800 * 9.81 * 10) = -31392 / 78480 = -0.4 Vậy độ dốc đo áp là -0,4.

300+ câu trắc nghiệm Quá trình và thiết bị cơ học có lời giải chi tiết - Phần 5

50 câu hỏi 60 phút

Bắt đầu thi

Câu hỏi liên quan

Câu 22:

Ống xi phông hút nước từ sông vào ruộng. Biết h = 3,5 m; p_ck = 0,75 at; α = 1; h_w = 0. Miệng ra của ống thấp hơn mực nước sông (x) là:

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Áp suất tại điểm cao nhất của ống xi phông phải lớn hơn áp suất hơi bão hòa của nước để tránh hiện tượng xâm thực.

Ta có: p = p_a - ρgh > p_ck

=> p_a - p_ck > ρgh

=> h < (p_a - p_ck) / (ρg)

Vế phải = (1,033 - 0,75) * 10⁵ / (1000 * 9,81) = 2,885 m

Nhưng h = 3,5 m > 2,885 m

=> Bài toán không thể xảy ra. Không có đáp án đúng.

Câu 23:

Tia nước có Q = 50,7 lít/s phun ra theo phương ngang. Khi gặp bản phẳng đặt vuông góc với nó bị phân thành hai phần. Bỏ qua ma sát và trọng lực. Nếu phần chảy xuống có lưu lượng Q₁ = 21 lít/s, thì phần kia sẽ lệch một góc α so với ban đầu bằng:

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Q = 50.7 l/s, Q1 = 21 l/s. Q2 = Q - Q1 = 50.7 - 21 = 29.7 l/s. Vì không có lực tác dụng theo phương ngang, vận tốc theo phương ngang không đổi. Gọi alpha là góc lệch. Q2/Q = cos(alpha), cos(alpha) = 29.7/50.7 = 0.5858, alpha = arccos(0.5858) = 54.13 độ. Không có đáp án nào gần đúng.

Câu 24:

Trạng thái chảy tầng thường xuất hiện trong trường hợp:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Trạng thái chảy tầng, hay còn gọi là dòng chảy laminar, là trạng thái mà chất lỏng chảy thành các lớp song song, không có sự trộn lẫn giữa các lớp. Trạng thái này thường xảy ra khi lực nhớt chiếm ưu thế so với lực quán tính. Điều này thường xảy ra trong các trường hợp:

* Dòng chảy trong các khe rất hẹp: Khi khe hẹp, lực nhớt giữa chất lỏng và thành khe trở nên đáng kể, làm chậm dòng chảy và ngăn chặn sự hình thành các xoáy rối.
* Chất lỏng có độ nhớt lớn: Độ nhớt lớn làm tăng lực ma sát giữa các lớp chất lỏng, làm cho dòng chảy ổn định hơn.
* Dòng chảy chậm: Vận tốc thấp làm giảm lực quán tính, tạo điều kiện cho lực nhớt chiếm ưu thế.

Trong các phương án trên:

* A. Dòng chảy trong các khe rất hẹp: Đây là trường hợp điển hình của dòng chảy tầng vì khe hẹp làm tăng ảnh hưởng của lực nhớt.
* B. Chất lỏng có độ nhớt rất nhỏ: Trường hợp này thường dẫn đến dòng chảy rối, không phải chảy tầng.
* C. Dòng chảy rất nhanh: Tốc độ cao làm tăng lực quán tính, gây ra dòng chảy rối.
* D. Dòng chảy trong các ống có đường kính rất lớn: Đường kính lớn làm giảm ảnh hưởng của lực nhớt so với lực quán tính, dễ gây ra dòng chảy rối.

Vậy, phương án A là đáp án đúng nhất.

Câu 25:

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, có độ nhớt không đổi, chảy trong ống trụ tròn có tiết diện ngang không đổi. Công thức chính xác là Δp = (128μLQ)/(πd⁴), 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.

Do đó, đáp án B là đáp án đúng.

Câu 26:

So sánh tổn thất dọc đường của dòng chảy trong ống vuông và ống tròn có hệ số ma sát, diện tích mặt cắt ướt, chiều dài và lưu lượng bằng nhau. Tỷ số giữa tổn thất dọc đường trong ống vuông so với trong ống tròn (h_dvuông/h_dtròn) bằng:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Để so sánh tổn thất dọc đường giữa ống vuông và ống tròn khi các yếu tố khác (hệ số ma sát, diện tích mặt cắt ướt, chiều dài và lưu lượng) bằng nhau, ta cần xem xét đến đường kính tương đương. Tổn thất dọc đường tỷ lệ nghịch với đường kính thuỷ lực. Đường kính thuỷ lực của ống tròn là đường kính của ống, còn đường kính thuỷ lực của ống vuông cạnh a là a.

Gọi:
* d là đường kính ống tròn.
* a là cạnh ống vuông.
* A là diện tích mặt cắt ướt.

Theo đề bài, diện tích mặt cắt ướt của ống vuông và ống tròn bằng nhau, nên:

* A = πd²/4 = a²
=> a = √(πd²/4) = d√(π)/2

Tổn thất dọc đường h_d tỉ lệ nghịch với đường kính thuỷ lực D_h mũ 5:
h_d ~ 1/D_h^5

Trong đó:
* Ống tròn: D_h = d
* Ống vuông: D_h = a = d√(π)/2

Vậy:
h_(dvuông)/h_(dtròn) = (d / (d√(π)/2))^5 = (2/√(π))^5 = (2^5) / (π^(5/2)) = 32 / (π^(2.5)) ≈ 32 / (17.7245) ≈ 1.805

Tuy nhiên, các đáp án không có giá trị gần với 1.805. Bài toán này có thể được giải quyết bằng cách sử dụng vận tốc dòng chảy.

Công thức tổn thất áp suất Darcy-Weisbach:
h_f = f (L/D) (v^2/2g)

Trong đó:
* f là hệ số ma sát Darcy
* L là chiều dài ống
* D là đường kính thủy lực
* v là vận tốc trung bình
* g là gia tốc trọng trường

Vì f, L, và lưu lượng (do đó v) là như nhau, tổn thất áp suất tỉ lệ nghịch với đường kính thủy lực D.

* Diện tích ống tròn: A_c = πr^2 = πd^2/4
* Diện tích ống vuông: A_s = a^2

Vì diện tích bằng nhau: πd^2/4 = a^2 => d = 2a/sqrt(π)

Đường kính thủy lực:
* Ống tròn: D_h,c = d = 2a/sqrt(π)
* Ống vuông: D_h,s = a

Tỉ lệ tổn thất:
h_s / h_c = D_h,c / D_h,s = (2a/sqrt(π)) / a = 2/sqrt(π) ≈ 1.128

Vậy đáp án A là phù hợp nhất.

Câu 27:

Dòng chảy với lưu lượng Q = 0,02 m³/s trong đường ống có tiết diện thu hẹp đột ngột từ S₁ = 0,05 m² sang S₂ = 0,005 m². Tổn thất năng lượng đột thu hₐₜ bằng:

Lời giải: