Đường năng và đường đo áp:

Đường đo áp (z+p) dọc theo một đường ống tròn nằm ngang có đường kính không đổi:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Đường đo áp (z+p) biểu diễn tổng của thế năng (z) và áp năng (p) của dòng chảy. Trong một đường ống tròn nằm ngang có đường kính không đổi, thế năng (z) là hằng số. Do đó, sự thay đổi của đường đo áp chủ yếu phụ thuộc vào sự thay đổi của áp năng (p).

Trong quá trình dòng chảy, luôn có tổn thất năng lượng do ma sát và các yếu tố khác. Tổn thất này làm giảm áp suất (p) dọc theo đường ống theo chiều dòng chảy. Vì thế, đường đo áp (z+p) sẽ dốc xuống theo chiều dòng chảy.

Do đó, đáp án B là chính xác nhất.

Câu 20:

Xét dòng chảy qua một đoạn ống mở rộng dần, bỏ qua ma sát thì tổng ngoại lực ∑→F trong phương trình động lượng áp dụng cho đoạn ống sẽ bao gồm:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Phương trình động lượng (hay còn gọi là định lý động lượng) phát biểu rằng: "Tổng các ngoại lực tác dụng lên một hệ thống bằng tốc độ thay đổi động lượng của hệ thống đó". Trong trường hợp dòng chảy qua đoạn ống mở rộng dần, bỏ qua ma sát, các ngoại lực tác dụng lên thể tích kiểm tra bao gồm:

1. Áp lực tại hai mặt cắt vào và ra đoạn ống: Do sự chênh lệch áp suất giữa các mặt cắt.
2. Phản lực từ thành ống lên thể tích kiểm tra: Ống tác dụng một lực lên chất lỏng để thay đổi hướng và vận tốc của nó.
3. Trọng lực của chất lỏng trong thể tích kiểm tra: Do khối lượng của chất lỏng chịu tác dụng của trọng trường.

Do đó, đáp án C là chính xác nhất.

Câu 21:

Các số hạng trong phương trình z + p/γ + u^2/2g = constant có đơn vị là:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Phương trình z + p/γ + u^2/2g = constant là phương trình Bernoulli, mô tả sự bảo toàn năng lượng trong dòng chảy chất lỏng lý tưởng. Mỗi số hạng trong phương trình này biểu diễn một dạng năng lượng trên một đơn vị trọng lượng của chất lỏng.

* z: Chiều cao thế năng, có đơn vị là mét (m).
* p/γ: Áp năng, trong đó p là áp suất (N/m²) và γ là trọng lượng riêng (N/m³). Do đó, đơn vị của p/γ là (N/m²) / (N/m³) = m.
* u²/2g: Động năng, trong đó u là vận tốc (m/s) và g là gia tốc trọng trường (m/s²). Do đó, đơn vị của u²/2g là (m/s)² / (m/s²) = m.

Như vậy, tất cả các số hạng đều có đơn vị là mét (m), tương đương với m.N/N (vì N/N = 1, do đó m * 1 = m).

Câu 22:

Một dòng chất lỏng chảy có áp trong ống tròn có số Reynolds tính theo công thức , với Rh là bán kính thủy lực, thì dòng chảy đó là:

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Số Reynolds (Re) là một đại lượng không thứ nguyên được sử dụng trong kỹ thuật chất lưu để dự đoán chế độ chảy của chất lỏng. Đối với dòng chảy trong ống tròn, số Reynolds được tính bằng công thức Re = (ρVD)/μ, trong đó ρ là mật độ chất lỏng, V là vận tốc trung bình của dòng chảy, D là đường kính của ống, và μ là độ nhớt động lực của chất lỏng. Bán kính thủy lực Rh được định nghĩa là diện tích mặt cắt ngang của dòng chảy chia cho chu vi ướt. Đối với ống tròn, Rh = (πD²/4)/(πD) = D/4. Vì vậy, Re = (4ρVRh)/μ.

Dựa vào giá trị của số Reynolds, ta có thể xác định chế độ chảy:

* Dòng chảy tầng (Laminar): Re < 2300 (thường là < 2100)
* Dòng chảy quá độ (Transition): 2300 < Re < 4000
* Dòng chảy rối (Turbulent): Re > 4000

Mặc dù câu hỏi không cung cấp giá trị cụ thể của số Reynolds, nhưng dựa trên kiến thức về các chế độ chảy, ta có thể suy luận như sau:

* Phương án A. Tầng: Dòng chảy tầng xảy ra khi Re nhỏ, thường dưới 2300.
* Phương án B. Rối: Dòng chảy rối xảy ra khi Re lớn, thường trên 4000.
* Phương án C. Quá độ: Dòng chảy quá độ xảy ra khi Re nằm trong khoảng giữa, từ 2300 đến 4000.
* Phương án D. Không thể xác định được: Nếu không có thêm thông tin về số Reynolds, chúng ta không thể xác định chắc chắn chế độ chảy.

Tuy nhiên, do câu hỏi không cung cấp giá trị Re cụ thể, đáp án chính xác nhất phải là D. Không thể xác định được.

Câu 23:

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

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Trong dòng chảy có áp trong ống tròn, tổn thất dọc đường (h_d) có mối quan hệ với vận tốc (v) phụ thuộc vào chế độ chảy.

* Chế độ chảy tầng: Tổn thất dọc đường tỉ lệ bậc nhất với vận tốc (h_d ∝ v).
* Chế độ chảy rối: Tổn thất dọc đường tỉ lệ bậc hai với vận tốc (h_d ∝ v^2).

Do đó, đáp án chính xác nhất là D. Tuỳ thuộc chế độ chảy vì nó bao quát cả hai trường hợp trên. Các đáp án A, B, C chỉ đúng trong một số trường hợp cụ thể.

Câu 24:

Phân bố vận tốc dòng chảy tầng có áp trong ống tròn có dạng:

Lời giải: