Xét dòng chảy qua một đoạn ống mở rộng dần, bỏ qua ma sát thì tổng ngoại lực ∑→F trong phương trình động lượng áp dụng cho đoạn ống sẽ bao gồm.

Đối với dòng chảy có áp trong ống tròn, quan hệ giữa tổn thất dọc đường hd và vận tốc v theo.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Trong dòng chảy có áp trong ống tròn, tổn thất dọc đường (h_d) tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc (v^2). Điều này được thể hiện rõ trong công thức Darcy-Weisbach, một công thức kinh điển để tính tổn thất áp suất do ma sát trong ống dẫn. Công thức này có dạng:

h_d = f * (L/D) * (v^2 / (2g))

Trong đó:
- h_d là tổn thất dọc đường
- 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

Như vậy, từ công thức trên ta thấy h_d tỉ lệ với v^2, tức là bậc 2 của vận tốc.

Phương án D cũng có lý, vì hệ số ma sát f phụ thuộc vào chế độ chảy (laminar hay turbulent). Tuy nhiên, câu B chính xác hơn vì nó nêu trực tiếp mối quan hệ bậc 2, còn phương án D chỉ nói đến sự phụ thuộc gián tiếp qua hệ số ma sát.

Câu 26:

Trạng thái chảy tầng thường xuất hiện trong trường hợp.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Trạng thái chảy tầng (hay còn gọi là dòng chảy lớp) xảy ra khi chất lỏng chảy thành các lớp song song, không có sự pha trộn giữa các lớp này. Điều này thường xảy ra khi lực nhớt chiếm ưu thế so với lực quán tính. Số Reynolds (Re) là một chỉ số quan trọng để xác định loại dòng chảy. Re nhỏ (thường < 2300) tương ứng với dòng chảy tầng.

* A. Dòng chảy trong các khe rất hẹp: Khi khe hẹp, vận tốc dòng chảy giảm và lực nhớt trở nên đáng kể hơn, làm tăng khả năng xuất hiện dòng chảy tầng. Đây là đáp án đúng.
* B. Chất lỏng có độ nhớt rất nhỏ: Chất lỏng có độ nhớt nhỏ sẽ dễ dàng tạo ra dòng chảy rối hơn.
* C. Dòng chảy rất nhanh: Dòng chảy nhanh làm tăng lực quán tính, dẫn đến dòng chảy rối.
* D. Dòng chảy trong các ống có đường kính rất lớn: Ống có đường kính lớn làm tăng khả năng xuất hiện dòng chảy rối.

Vậy, đáp án đúng là A.

Câu 27:

Chất lỏng có độ nhớt 10 mm^2/s, chảy tầng có áp trong ống nằm ngang L = 500 m, d = 100 mm với Q = 10 lít/s. Tổn thất năng lượng dọc đường bằng.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Để giải bài toán này, ta cần sử dụng công thức Darcy-Weisbach để tính tổn thất năng lượng dọc đường cho dòng chảy tầng trong ống. Các bước thực hiện như sau:

1. Tính vận tốc dòng chảy (v):
- Lưu lượng Q = 10 lít/s = 0.01 m^3/s
- Diện tích mặt cắt ngang của ống A = π * (d/2)^2 = π * (0.1/2)^2 = π * 0.0025 ≈ 0.00785 m^2
- Vận tốc dòng chảy v = Q / A = 0.01 / 0.00785 ≈ 1.274 m/s

2. Tính hệ số Reynolds (Re):
- Độ nhớt động học ν = 10 mm^2/s = 10 * 10^-6 m^2/s = 10^-5 m^2/s
- Đường kính ống d = 100 mm = 0.1 m
- Re = (v * d) / ν = (1.274 * 0.1) / (10^-5) = 12740

- Do Re < 2320 (đối với dòng chảy trong ống tròn), đây là dòng chảy rối, tuy nhiên đề bài đã cho là chảy tầng nên ta tiếp tục tính theo dòng chảy tầng. Trường hợp chảy rối thì cần phải xem lại đề bài.

3. Tính hệ số ma sát (f) cho dòng chảy tầng:
- f = 64 / Re = 64 / 12740 ≈ 0.00502

4. Tính tổn thất năng lượng dọc đường (hf) sử dụng công thức Darcy-Weisbach:
- hf = f * (L/d) * (v^2 / (2g))
- Trong đó: L = 500 m, d = 0.1 m, g ≈ 9.81 m/s^2
- hf = 0.00502 * (500 / 0.1) * (1.274^2 / (2 * 9.81))
- hf ≈ 0.00502 * 5000 * (1.623 / 19.62)
- hf ≈ 0.00502 * 5000 * 0.0827
- hf ≈ 2.076 m

Vậy, tổn thất năng lượng dọc đường là khoảng 2.08 m.

Câu 28:

Dòng chảy qua lỗ mỏng như hình vẽ. Diện tích lỗ S = 5cm²; hệ số lưu lượng = 0,6; H = 4m. Lưu lượng chảy qua lỗ là.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Công thức tính lưu lượng qua lỗ mỏng là: Q = μ * S * √(2gH), trong đó:
- μ là hệ số lưu lượng (μ = 0,6)
- S là diện tích lỗ (S = 5 cm² = 5 * 10⁻⁴ m²)
- g là gia tốc trọng trường (g ≈ 9,81 m/s²)
- H là chiều cao cột nước (H = 4 m)

Thay số vào công thức:
Q = 0,6 * 5 * 10⁻⁴ * √(2 * 9,81 * 4) = 0,6 * 5 * 10⁻⁴ * √(78,48) ≈ 0,6 * 5 * 10⁻⁴ * 8,858 ≈ 2,6574 * 10⁻³ m³/s

Đổi sang lit/s: Q ≈ 2,6574 * 10⁻³ m³/s * 1000 lit/m³ ≈ 2,6574 lit/s

Vậy đáp án gần đúng nhất là 2,66 lit/s.

Câu 29:

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 ba bồn chứa nối tiếp nhau, nước sẽ chảy từ nơi có mức nước cao hơn đến nơi có mức nước thấp hơn. Vì mực nước bồn I cao hơn bồn II, nên nước sẽ chảy từ bồn I sang bồn II. Tương tự, vì mực nước bồn II cao hơn bồn III, nước sẽ chảy từ bồn II sang bồn III.

Câu 30:

Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào sai.

Lời giải: