Nước chảy từ bể chứa có H = 12 m ra ngoài qua ống có đường kính d = 1 m. Tổng tổn thất năng lượng của dòng chảy hw = 2 m, nước chảy rối. Lưu lượng nước chảy ra bằng:

Câu 35:

Dòng chảy với lưu lượng Q = 0,02 m³/s trong đường ống có tiết diện mở rộng đột ngột từ S₁ = 0,005 m² sang S₂ = 0,05 m². Tổn thất năng lượng đột mở hₐₘ bằng:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Công thức tính tổn thất năng lượng đột mở rộng (hₐₘ) là:
hₐₘ = (v₁ - v₂)² / (2g)
Trong đó:
- v₁ là vận tốc dòng chảy trước khi mở rộng
- v₂ là vận tốc dòng chảy sau khi mở rộng
- g là gia tốc trọng trường (≈ 9.81 m/s²)

Tính v₁: v₁ = Q / S₁ = 0.02 / 0.005 = 4 m/s
Tính v₂: v₂ = Q / S₂ = 0.02 / 0.05 = 0.4 m/s

Thay số vào công thức:
hₐₘ = (4 - 0.4)² / (2 * 9.81) = (3.6)² / (2 * 9.81) = 12.96 / 19.62 ≈ 0.66 m

Vậy đáp án đúng là C.

Câu 36:

Nước ở 80°C (lấy ν = 0,484×10⁻⁶ m²/s), chảy qua ống của bộ tản nhiệt có tiết diện hình chữ nhật có cạnh 2 mm × 10 mm. Vận tốc nhỏ nhất để dòng luôn chảy rối (truyền nhiệt tốt hơn chảy tầng) là:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Để dòng chảy là dòng rối, số Reynolds phải lớn hơn một giá trị tới hạn, thường là Re > 2300. Trong trường hợp ống có tiết diện không tròn, ta sử dụng đường kính thủy lực Dh để tính số Reynolds.

1. Tính đường kính thủy lực Dh:
- Diện tích tiết diện A = 2 mm * 10 mm = 20 mm² = 20 × 10⁻⁶ m²
- Chu vi ướt P = 2 * (2 mm + 10 mm) = 24 mm = 24 × 10⁻³ m
- Đường kính thủy lực Dh = 4A/P = (4 * 20 × 10⁻⁶ m²) / (24 × 10⁻³ m) = (80/24) × 10⁻³ m ≈ 3.33 × 10⁻³ m

2. Tính vận tốc tối thiểu:
- Số Reynolds Re = (V * Dh) / ν, với V là vận tốc và ν là độ nhớt động học.
- Để dòng chảy rối, Re > 2300. Vậy V > (Re * ν) / Dh
- V > (2300 * 0.484 × 10⁻⁶ m²/s) / (3.33 × 10⁻³ m) ≈ 0.334 m/s = 33.4 cm/s

Giá trị gần nhất với kết quả tính toán là 33,7 cm/s.

Câu 37:

Dầu bôi trơn đến các ổ trục theo đường ống gồm các đoạn ống có chiều dài L = 500 mm; d = 4 mm, D = 10 mm. Dầu chảy tầng và áp suất tại mỗi ổ trục như nhau. Bỏ qua tổn thất cục bộ. Để mỗi ổ trục nhận được không dưới 8 cm³/s thì lưu lượng tại nút A phải bằng:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Để mỗi ổ trục nhận được không dưới 8 cm³/s, ta cần tính lưu lượng tại nút A. Có 5 nhánh, mỗi nhánh cung cấp 8 cm³/s, vậy lưu lượng tại A phải là 5 * 8 = 40 cm³/s. Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng khớp với kết quả tính toán này. Có thể có sai sót trong dữ liệu hoặc các phương án trả lời.

Câu 38:

Trục tròn đường kính d = 4 cm quay trong một ổ lót dài L = 6 cm. Khe hẹp giữa trục và ổ lót rộng δ = 0,02 mm được bôi trơn bởi dầu có μ = 0,04 Pa·s. Trục quay với n = 180 vòng/phút. Công suất tiêu hao cho ma sát bằng:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng công thức tính công suất tiêu hao do ma sát trong ổ trượt. Công thức này liên quan đến độ nhớt của dầu, vận tốc góc của trục, diện tích bề mặt tiếp xúc và khe hở giữa trục và ổ lót.

Bước 1: Tính vận tốc góc ω (rad/s).
ω = 2πn/60 = 2π * 180/60 = 6π rad/s

Bước 2: Tính diện tích bề mặt tiếp xúc A (m²).
A = πdL = π * 0.04 m * 0.06 m = 0.0024π m²

Bước 3: Tính lực ma sát F (N).
F = μ * A * (v/δ), với v là vận tốc tuyến tính của bề mặt trục và δ là khe hở.
v = ωr = ω * (d/2) = 6π * (0.04/2) = 0.12π m/s
F = 0.04 Pa·s * 0.0024π m² * (0.12π m/s / 0.00002 m) = 0.04 * 0.0024π * (0.12π / 0.00002) = 0.04 * 0.0024 * π * 0.12 * π / 0.00002 ≈ 5.685 N

Bước 4: Tính công suất tiêu hao P (W).
P = F * v = 5.685 N * 0.12π m/s ≈ 2.14 W

Vậy, đáp án đúng là C. 2,140 W

Câu 39:

Ba bồn chứa nối với nhau như hình vẽ, mực nước trong bồn I cao hơn bồn II và mực nước bồn II cao hơn bồn III. Dòng chảy trong ống sẽ là:

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Trong hệ thống bồn chứa nối tiếp, chất lỏng luôn chảy từ nơi có mức năng lượng cao hơn đến nơi có mức năng lượng thấp hơn. Mực nước trong bồn tỉ lệ thuận với thế năng của chất lỏng. Do đó:

Bồn I có mực nước cao nhất, nên dòng chảy sẽ đi từ bồn I đến bồn II.

Bồn II có mực nước cao hơn bồn III, nên dòng chảy sẽ đi từ bồn II đến bồn III.

Vậy, dòng chảy sẽ là: Bồn I chảy về bồn II, bồn II chảy về bồn III.

Câu 40:

Trong công thức tính lưu lượng Q=K\(\sqrt J \) , đơn vị của K là:

Lời giải: