Hộp lập phương kín có các cạnh bằng 2 m một nửa chứa nước và một nửa chứa dầu có tỷ trọng 0,75 được đặt trong một thang máy chuyển động thẳng đứng lên trên với gia tốc nhanh dần a = 5,19 m/s2. Chênh lệch giữa áp suất tác dụng lên đáy và đỉnh của hình hộp (KPa) là.

Trong dòng chảy đều, đường dòng là đường mà tại mọi điểm trên đó, vectơ vận tốc của chất lỏng tiếp tuyến với đường dòng. Đồng thời, trong dòng chảy đều, các đường dòng song song với nhau.

- Phương án A sai vì đường dòng không vuông góc với mặt cắt ướt.
- Phương án B đúng vì trong dòng chảy đều, các đường dòng song song với nhau.
- Phương án C đúng vì đường dòng luôn tiếp tuyến với các vectơ vận tốc.
- Phương án D sai vì không phải tất cả các đáp án đều đúng, mà chỉ có B và C đúng.

Vì cả B và C đều đúng, nhưng câu hỏi chỉ cho phép chọn một đáp án, nên cần xem xét lại câu hỏi và các phương án. Tuy nhiên, theo kiến thức thông thường về dòng chảy đều, đường dòng vừa song song vừa tiếp tuyến với vector vận tốc. Do tính bao quát hơn, phương án C đầy đủ hơn phương án B.

Công thức tổn thất năng lượng dọc đường (hd) cho dòng chảy có áp trong ống tròn được xác định bởi công thức Darcy-Weisbach: hd = f * (L/D) * (v^2 / (2g)), trong đó:

* f là hệ số ma sát Darcy.
* L là chiều dài ống.
* D là đường kính ống.
* v là vận tốc dòng chảy.
* g là gia tốc trọng trường.

Khi dòng chảy là tầng (Re < 2000), hệ số ma sát f tỉ lệ nghịch với số Reynolds (Re), và Re tỉ lệ thuận với đường kính D. Do đó, f tỉ lệ nghịch với D. Thay vào công thức hd, ta thấy hd tỉ lệ nghịch với D^2 (từ L/D) nhân với D (từ f), tức là tỉ lệ nghịch với D^3.

Tuy nhiên, nếu chúng ta xét đến việc vận tốc dòng chảy (v) cũng phụ thuộc vào đường kính ống khi lưu lượng (Q) không đổi (Q = A*v, với A là diện tích mặt cắt ngang của ống, A ~ D^2), thì v tỉ lệ nghịch với D^2. Khi đó, v^2 tỉ lệ nghịch với D^4. Thay vào công thức hd, ta có hd tỉ lệ nghịch với D nhân với D^4, tức là tỉ lệ nghịch với D^5.

Nhưng đề bài chỉ hỏi sự phụ thuộc trực tiếp của hd vào D, và trong chuyển động tầng f ~ 1/D, v ~ const thì hd ~ 1/D*v^2. Khi đó, ta có thể suy ra hd tỉ lệ nghịch với D khi chuyển động tầng, nhưng vì v là hằng số nên đáp án này không chính xác hoàn toàn.

Trong trường hợp tổng quát, khi chuyển động rối (Re > 4000), hệ số ma sát f ít phụ thuộc vào số Reynolds và do đó ít phụ thuộc vào đường kính D hơn. Do đó, hd chủ yếu tỉ lệ nghịch với D (từ L/D).

Trong các đáp án đã cho, đáp án C (Tỉ lệ nghịch với đường kính ống bậc 4 khi chuyển động tầng) thể hiện đúng nhất sự phụ thuộc của tổn thất năng lượng vào đường kính ống trong điều kiện chuyển động tầng, tuy nhiên cần lưu ý là nó đúng khi vận tốc không đổi. Đáp án D (Tỉ lệ nghịch với đường kính ống bậc 1 khi chuyển động rối) thì đúng hơn trong điều kiện chuyển động rối.

Tuy nhiên, đáp án C chính xác hơn trong trường hợp chuyển động tầng. Vì vậy, đáp án chính xác nhất là C.

Số Reynolds phân giới dưới (critical Reynolds number) là một giá trị quan trọng trong việc xác định chế độ chảy của chất lỏng trong ống. Nó là cơ sở để phân biệt giữa dòng chảy tầng (laminar) và dòng chảy rối (turbulent). Giá trị này khoảng 2320 cho dòng chảy trong ống tròn. Do đó, tất cả các phát biểu A, B và C đều đúng.

Đáp án đúng là D.

Trong tính toán thủy lực đường ống phân nhánh hở, nhánh cơ bản thường được chọn là nhánh có yêu cầu về năng lượng lớn nhất. Điều này là do việc đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho nhánh này sẽ giúp hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Các nhánh khác có thể được điều chỉnh để phù hợp với yêu cầu của nhánh cơ bản.