Đường ống nằm trong mặt phẳng thẳng đứng như hình vẽ Z = 2 m; pA = 0,6 at; pB = 0,5 at; α ≈ 1; dA > dB; thì chiều chảy của nước trong ống:
Trả lời:
Đáp án đúng: B
Để xác định chiều chảy của nước trong ống, ta sử dụng phương trình Bernoulli cho hai điểm A và B:
pA/γ + vA2/2g + zA = pB/γ + vB2/2g + zB + hf
Trong đó:
- pA, pB là áp suất tại A và B
- vA, vB là vận tốc tại A và B
- zA, zB là cao độ tại A và B
- γ là trọng lượng riêng của nước
- g là gia tốc trọng trường
- hf là tổn thất cột áp
Ta có:
- zA = 2 m
- zB = 0 m
- pA = 0,6 at = 60000 N/m2
- pB = 0,5 at = 50000 N/m2
- γ ≈ 10000 N/m3
- α ≈ 1
- dA > dB
Thay số vào phương trình Bernoulli:
60000/10000 + vA2/2g + 2 = 50000/10000 + vB2/2g + 0 + hf
6 + vA2/2g = 5 + vB2/2g + hf
1 + vA2/2g = vB2/2g + hf
Vì dA > dB, theo phương trình liên tục (Q = A*v = const) ta có vA < vB. Do đó, vA2/2g < vB2/2g.
Vậy, 1 + vA2/2g < vB2/2g, suy ra hf > 0. Vì tổn thất cột áp hf luôn dương và xảy ra theo chiều dòng chảy, nên dòng chảy phải từ A đến B.
Vậy chiều chảy của nước chắc chắn từ A sang B.
Câu hỏi liên quan
Lời giải:
Đáp án đúng: D
Gọi:
- p1 là áp suất dư trong ống dẫn lớn
- v1 là vận tốc trong ống dẫn lớn
- p2 là áp suất tại vòi phun (p2 = 0 vì là áp suất dư, vòi phun ra ngoài không khí)
- v2 là vận tốc tại vòi phun
Áp dụng phương trình Bernoulli giữa ống dẫn lớn và vòi phun:
p1 + (rho * v1^2)/2 = p2 + (rho * v2^2)/2 + rho * g * z2
Vì bỏ qua chênh lệch độ cao giữa ống dẫn và vòi phun nên z2 = 0.
Mặt khác, p2 = 0. Do đó:
p1 + (rho * v1^2)/2 = (rho * v2^2)/2
p1 = (rho/2) * (v2^2 - v1^2)
Áp dụng phương trình liên tục:
A1*v1 = A2*v2
(pi * D^2 / 4) * v1 = (pi * d^2 / 4) * v2
v1 = (d^2 / D^2) * v2 = (3^2 / 15^2) * 9.9 = 0.396 m/s
Thay số vào:
p1 = (1000/2) * (9.9^2 - 0.396^2) = 49077.792 Pa = 49.077792 kPa
Vậy áp suất dư của nước trong ống là khoảng 49 kPa.
- p1 là áp suất dư trong ống dẫn lớn
- v1 là vận tốc trong ống dẫn lớn
- p2 là áp suất tại vòi phun (p2 = 0 vì là áp suất dư, vòi phun ra ngoài không khí)
- v2 là vận tốc tại vòi phun
Áp dụng phương trình Bernoulli giữa ống dẫn lớn và vòi phun:
p1 + (rho * v1^2)/2 = p2 + (rho * v2^2)/2 + rho * g * z2
Vì bỏ qua chênh lệch độ cao giữa ống dẫn và vòi phun nên z2 = 0.
Mặt khác, p2 = 0. Do đó:
p1 + (rho * v1^2)/2 = (rho * v2^2)/2
p1 = (rho/2) * (v2^2 - v1^2)
Áp dụng phương trình liên tục:
A1*v1 = A2*v2
(pi * D^2 / 4) * v1 = (pi * d^2 / 4) * v2
v1 = (d^2 / D^2) * v2 = (3^2 / 15^2) * 9.9 = 0.396 m/s
Thay số vào:
p1 = (1000/2) * (9.9^2 - 0.396^2) = 49077.792 Pa = 49.077792 kPa
Vậy áp suất dư của nước trong ống là khoảng 49 kPa.
Lời giải:
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.
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.
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 = pa - ρgh > pck
=> pa - pck > ρgh
=> h < (pa - pck) / (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.
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.
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.
* 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.
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
