Hệ số lưu lượng μ trong công thức tính lưu lượng qua lỗ sẽ nhỏ khi:

Khi tính toán thủy lực hệ thống đường ống nối tiếp:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Trong hệ thống đường ống nối tiếp, chất lỏng chảy qua tất cả các đoạn ống theo cùng một đường dẫn duy nhất. Do đó, lưu lượng chất lỏng phải giống nhau trong mọi đoạn ống. Tổn thất năng lượng sẽ khác nhau tùy thuộc vào chiều dài, đường kính và độ nhám của mỗi đoạn ống. Cột áp của hệ thống bằng tổng cột áp của các đoạn ống chứ không phải bằng cột áp của từng đoạn ống. Lưu lượng của hệ thống bằng lưu lượng của từng đoạn ống, không phải tổng lưu lượng.

Câu 39:

Ống có đường kính d = 150mm. Cột nước Hl = 3,5m. Tổn thất từ bể vào ống là hvô = 0,5m cột nước. Bỏ qua tổn thất dọc đường và các chỗ uốn. Cột nước H2 bằng:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Để giải bài toán này, ta áp dụng phương trình Bernoulli giữa mặt thoáng bể và đầu ra của ống. Vì bỏ qua tổn thất dọc đường và các chỗ uốn, ta chỉ xét tổn thất cục bộ tại lối vào ống.

Phương trình Bernoulli có dạng:

P1/γ + V1^2/2g + z1 = P2/γ + V2^2/2g + z2 + hvô

Trong đó:
- P1: Áp suất tại mặt thoáng bể (P1 = 0, áp suất khí quyển).
- V1: Vận tốc tại mặt thoáng bể (V1 ≈ 0, do diện tích mặt thoáng lớn).
- z1: Cao độ mặt thoáng bể.
- P2: Áp suất tại đầu ra của ống (P2 = 0, áp suất khí quyển).
- V2: Vận tốc tại đầu ra của ống (V2 = Q/A, với Q là lưu lượng và A là diện tích mặt cắt ngang của ống).
- z2: Cao độ đầu ra của ống.
- hvô: Tổn thất cục bộ tại lối vào ống.

Ta có:
- H1 = z1 - z2 (cột nước ban đầu) = 3.5 m.
- hvô = 0.5 m.

Thay vào phương trình Bernoulli:

0 + 0 + z1 = 0 + V2^2/2g + z2 + 0.5

z1 - z2 = V2^2/2g + 0.5

H1 = V2^2/2g + 0.5

3. 5 = V2^2/2g + 0.5

V2^2/2g = 3.5 - 0.5 = 3 m

Vậy H2 (cột nước tương ứng với vận tốc V2) = V2^2/2g = 3 m.

Câu 40:

Đường ống dài 2L, đường kính d, nối hai bình có độ chênh H. Nước chảy tầng, bỏ qua tổn thất cục bộ. Nếu ta nối từ giữa ống 4 nhánh song song có chiều dài tương đương L, đường kính d thì khi đó lưu lượng nước chảy trong ống sẽ tăng lên:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Let Q1 be the initial flow rate without adding any pipes, and Q2 be the flow rate after adding 4 parallel branches.

* Case 1: Original Pipe (length 2L)

Applying the Darcy-Weisbach formula for head loss:

ΔH = (λ * (2L) * V₁²)/(d * 2g)

Where V₁ is the flow velocity in the original pipe. Flow rate Q₁ = A * V₁ = (πd²/4) * V₁

=> V₁ = Q₁/(πd²/4)

=> ΔH = (λ * 2L * Q₁²)/(d * 2g * (πd²/4)² ) = (16λL * Q₁²)/(π²gd⁵)

* Case 2: After adding 4 parallel branches

When 4 parallel branches are added, the length of each branch is L. The head loss across each branch is:

ΔH = (λ * L * V₂²)/(d * 2g) where V₂ is the flow velocity in each branch.

The flow rate through each branch is Q₂/4 = (πd²/4) * V₂

=> V₂ = Q₂/(4*πd²/4) = Q₂/(πd²)

=> ΔH = (λ * L * Q₂²)/(d * 2g * (πd²)²) = (λL * Q₂²)/(2π²gd⁵)

Since the pressure difference H is the same in both cases, we have:

(16λL * Q₁²)/(π²gd⁵) = (λL * Q₂²)/(2π²gd⁵)

=> 16Q₁² = Q₂²/2

=> Q₂² = 32Q₁²

=> Q₂ = √32 * Q₁ = 4√2 * Q₁ ≈ 5.66Q₁

Therefore, the flow rate increases by a factor of approximately 5.66 when 4 parallel branches are added.

Câu 41:

Một ống chữ U chứa chất lỏng đến khoảng nửa ống. Khi ống quay quanh trục thẳng đứng như hình vẽ với vận tốc không quá lớn (chất lỏng chưa tràn ra khỏi ống), ta quan sát thấy:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Khi ống chữ U chứa chất lỏng quay quanh trục thẳng đứng, chất lỏng chịu tác dụng của lực ly tâm. Lực ly tâm này có xu hướng đẩy chất lỏng ra xa trục quay. Ống b nằm xa trục quay hơn ống a, do đó lực ly tâm tác dụng lên chất lỏng trong ống b lớn hơn. Kết quả là, mực chất lỏng trong ống b sẽ dâng cao hơn so với ống a.

Do đó, đáp án đúng là B.

Câu 42:

Bình trụ tròn hở thẳng đứng cao 1m chứa đầy chất lỏng. Bình quay đều quanh trục của nó với vận tốc không đổi sao cho thể tích chất lỏng còn lại trong bình bằng 2/3 thể tích ban đầu. Áp suất tại một điểm A nằm giữa đáy bình so với lúc bình đứng yên sẽ:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Khi bình quay, mặt thoáng của chất lỏng tạo thành một paraboloid tròn xoay. Do thể tích chất lỏng còn lại bằng 2/3 thể tích ban đầu, điều này có nghĩa là một phần chất lỏng đã bị văng ra khỏi bình.

Áp suất tại một điểm trong chất lỏng chịu tác dụng của hai yếu tố: áp suất tĩnh (do trọng lượng của chất lỏng phía trên) và áp suất động (do chuyển động quay). Khi bình quay, chất lỏng bị đẩy ra xa trục quay, làm cho mực chất lỏng ở gần thành bình cao hơn và mực chất lỏng ở gần trục quay thấp hơn so với khi bình đứng yên.

Điểm A nằm giữa đáy bình. Xét ở trạng thái đứng yên, áp suất tại A là P = \(\rho\)gh, với h là chiều cao cột chất lỏng (1m). Khi bình quay, do chất lỏng bị dồn về phía thành bình, chiều cao cột chất lỏng phía trên điểm A sẽ giảm đi so với khi bình đứng yên. Do đó, áp suất tại A sẽ giảm.

Vậy đáp án đúng là B. Giảm.

Câu 43:

Các lực sau thuộc loại lực khối:

Lời giải: