JavaScript is required

So sánh tổn thất dọc đường của dòng chảy trong ống vuông và ống tròn có hệ số ma sát, diện tích mặt cắt ướt, chiều dài và lưu lượng bằng nhau. Ta có tỷ số giữa tổn thất dọc đường trong ống vuông so với trong ống tròn (hdvuông/ hdtròn) bằng:

A.

1,128

B.

0,886

C.

1,333

D.

1,50

Trả lời:

Đáp án đúng: C


Để giải bài toán này, ta cần so sánh tổn thất dọc đường trong ống vuông và ống tròn khi các yếu tố như hệ số ma sát, diện tích mặt cắt ướt, chiều dài và lưu lượng là như nhau. Tổn thất dọc đường được tính theo công thức Darcy-Weisbach: hd = f * (L/D_h) * (V^2 / (2g)) Trong đó: - hd là tổn thất dọc đường - f là hệ số ma sát - L là chiều dài ống - D_h là đường kính thủy lực - V là vận tốc dòng chảy - g là gia tốc trọng trường Vì f, L, và lưu lượng (Q) là như nhau, ta cần so sánh D_h và V. Diện tích mặt cắt ướt (A) và lưu lượng (Q) liên hệ với vận tốc (V) theo công thức: Q = A * V, suy ra V = Q/A Đường kính thủy lực (D_h) được tính bằng: D_h = 4A/P, với P là chu vi ướt. Gọi cạnh của ống vuông là a, và bán kính của ống tròn là r. Vì diện tích mặt cắt ướt bằng nhau: a^2 = πr^2 => a = r * sqrt(π) *Ống vuông: - Diện tích A_vuông = a^2 - Chu vi ướt P_vuông = 4a - Đường kính thủy lực D_h_vuông = 4A_vuông / P_vuông = 4a^2 / 4a = a - Vận tốc V_vuông = Q / a^2 *Ống tròn: - Diện tích A_tròn = πr^2 - Chu vi ướt P_tròn = 2πr - Đường kính thủy lực D_h_tròn = 4A_tròn / P_tròn = 4πr^2 / (2πr) = 2r - Vận tốc V_tròn = Q / (πr^2) Ta có a = r * sqrt(π), suy ra r = a / sqrt(π) => D_h_tròn = 2r = 2a / sqrt(π) => V_tròn = Q / (π * (a/sqrt(π))^2) = Q / a^2 Thay vào công thức tổn thất: hd_vuông = f * (L/a) * (Q/a^2)^2 / (2g) = f * L * Q^2 / (2g * a^5) hd_tròn = f * (L/(2a/sqrt(π))) * (Q/a^2)^2 / (2g) = f * L * Q^2 * sqrt(π) / (4g * a^5) => hd_vuông / hd_tròn = (f * L * Q^2 / (2g * a^5)) / (f * L * Q^2 * sqrt(π) / (4g * a^5)) = 2 / sqrt(π) ≈ 1.128 Vậy tỷ số giữa tổn thất dọc đường trong ống vuông so với ống tròn là 1.128.

Câu hỏi liên quan