Khái niệm đường ống dài trong tính toán thủy lực đường ống là loại đường ống:

Câu hỏi này kiểm tra kiến thức về tính toán thủy lực cho hệ thống đường ống phân nhánh hở. Trong hệ thống này:

* Phương án A sai: Cột áp không cộng trực tiếp. Cột áp là năng lượng trên một đơn vị trọng lượng chất lỏng, và nó được sử dụng để khắc phục tổn thất áp suất trong hệ thống. Do đó, không thể cộng trực tiếp cột áp của các nhánh để tìm cột áp của hệ thống.
* Phương án B đúng: Tổn thất năng lượng trong các nhánh của hệ thống đường ống phân nhánh hở, khi chất lỏng chảy ổn định, tổng tổn thất năng lượng từ điểm đầu đến điểm cuối của mỗi nhánh phải bằng nhau. Đây là nguyên tắc cơ bản để đảm bảo dòng chảy được phân phối một cách hợp lý.
* Phương án C sai: Việc xác định nhánh cơ bản không phải là yếu tố *cần thiết* tuyệt đối, mặc dù có thể hữu ích trong một số phương pháp giải. Các phương pháp giải khác có thể trực tiếp giải hệ phương trình mà không cần xác định nhánh cơ bản.
* Phương án D sai: Lưu lượng trong các nhánh thường không bằng nhau, trừ khi các nhánh có đặc tính hình học và trở lực hoàn toàn giống nhau (trường hợp rất hiếm gặp).

Do đó, đáp án đúng là B. Tổn thất năng lượng trong các nhánh bằng nhau.

Trong tính toán thủy lực đường ống phân nhánh hở, nhánh cơ bản là nhánh có yêu cầu về năng lượng lớn nhất. Điều này là do nhánh này đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể để đảm bảo dòng chảy đáp ứng nhu cầu sử dụng, do đó nó đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các thông số thủy lực của toàn hệ thống. Các nhánh khác có thể có tổn thất năng lượng lớn, chiều cao lớn hoặc chiều dài lớn, nhưng nhánh có yêu cầu năng lượng lớn nhất sẽ chi phối thiết kế và tính toán thủy lực.

Các lựa chọn khác không chính xác vì:

* A. Có tổn thất năng lượng lớn nhất: Tổn thất năng lượng lớn không nhất thiết chỉ ra nhánh cơ bản, vì nó có thể do chiều dài hoặc độ nhám của ống.
* C. Cao nhất: Độ cao của nhánh không phải là yếu tố quyết định trong tính toán thủy lực đường ống phân nhánh hở.
* D. Dài nhất: Chiều dài của nhánh không phải là yếu tố quyết định duy nhất, vì nó phụ thuộc vào lưu lượng và các yếu tố khác.

Để xác định vận tốc trung bình của dòng chảy có áp trong ống tròn, ta cần biết lưu lượng (Q) và diện tích mặt cắt ngang của ống (A). Vì ống tròn nên diện tích A = π(d/2)^2, với d là đường kính ống. Vận tốc trung bình V = Q/A. Các phương án còn lại không cung cấp đủ thông tin trực tiếp để tính vận tốc trung bình.

Phương án B không đủ vì trạng thái dòng chảy (ví dụ: tầng hay rối) và vận tốc tại tâm ống không cho phép tính trực tiếp vận tốc trung bình mà không có thêm thông tin khác.

Phương án C cũng không đủ vì hệ số nhám, đường kính ống và độ dốc thủy lực cho phép tính tổn thất áp suất hoặc vận tốc dựa trên các công thức như Darcy-Weisbach hoặc Manning, nhưng không trực tiếp cho vận tốc trung bình nếu không biết thêm lưu lượng.

Công thức H=128νLQgπd4 là công thức Darcy-Weisbach được đơn giản hóa cho trường hợp dòng chảy tầng trong ống tròn. Trong đó:
- H là tổn thất cột áp dọc đường.
- ν là độ nhớt động học của chất lỏng.
- L là chiều dài ống.
- Q là lưu lượng.
- g là gia tốc trọng trường.
- d là đường kính ống.
Như vậy, công thức này được dùng để tính tổn thất dọc đường của dòng chảy tầng.

Để tia nước phun ra xa nhất, ta có công thức: L = 2√(h(H-h)), trong đó:
- L là khoảng cách tia nước phun xa nhất (L = 10m).
- h là khoảng cách từ lỗ khoan đến đáy bể (h = 1.5m).
- H là chiều cao mực nước trong bể so với đáy.

Thay số vào công thức, ta có: 10 = 2√(1.5(H-1.5))

Giải phương trình:
1. Bình phương cả hai vế: 100 = 4 * 1.5 * (H - 1.5)
2. Rút gọn: 100 = 6(H - 1.5)
3. Chia cả hai vế cho 6: 100/6 = H - 1.5
4. Tính toán: 16.67 = H - 1.5
5. Tìm H: H = 16.67 + 1.5 = 18.17 m

Vậy đáp án đúng là A. 18,17 m