Dòng chảy với lưu lượng Q = 0,02 m^3/s trong đường ống có tiết diện thu hẹp đột ngột từ S1=0,05 m^2 sang S2= 0,005 m^2. Tổn thất năng lượng đột thu hẹp bằng:
Trả lời:
Đáp án đúng: D
Để giải bài toán này, ta sử dụng công thức tính tổn thất năng lượng cục bộ khi dòng chảy qua chỗ thu hẹp đột ngột:
ζ = (1/α₂ - 1)² * (v₂²/2g)
Hệ số α₂ thường được coi là 1 (do dòng chảy rối), v₂ = Q/S₂
Trong đó:
- Q là lưu lượng dòng chảy (0,02 m³/s).
- S₁ là diện tích mặt cắt ngang lớn (0,05 m²).
- S₂ là diện tích mặt cắt ngang nhỏ (0,005 m²).
- g là gia tốc trọng trường (khoảng 9,81 m/s²).
- v₂ là vận tốc dòng chảy tại tiết diện nhỏ.
Tính v₂:
v₂ = Q / S₂ = 0,02 / 0,005 = 4 m/s
Tính tổn thất năng lượng h_c:
h_c = ζ * (v₂²/2g) = (1 - S₂/S₁)² * (v₂²/2g) = (1 - 0.005/0.05)² * (4²/ (2*9.81)) = (1 - 0.1)² * (16 / 19.62) = (0.9)² * 0.815 = 0.81 * 0.815 ≈ 0.66 m
Vậy tổn thất năng lượng đột thu hẹp là khoảng 0,66 m.
