Ống có đường kính d = 150mm. Cột nước Hl = 3,5m. Tổn thất từ bể vào ống là hvô = 0,5m cột nước. Bỏ qua tổn thất dọc đường và các chỗ uốn. Cột nước H2 bằng:
Đáp án đúng: B
Cùng ôn thi với bộ câu hỏi trắc nghiệm môn Thủy khí có đáp án mà tracnghiem.net chia sẽ dưới đây, nhằm giúp các bạn sinh viên chuyên ngành chuẩn bị cho kì thi sắp tới.
Câu hỏi liên quan
Ta có phương trình Bernoulli cho hai điểm A và B:
\(\frac{P_A}{\rho g} + Z_A = \frac{P_B}{\rho g} + Z_B + h_{W1}\)
Trong đó:
- PA là áp suất dư tại A (cần tìm)
- PB là áp suất chân không tại B
- ZA - ZB = 0 (do cùng cao độ)
- hW1 = 3m
Áp suất chân không PB = -6,53 kPa = -6530 N/m2
Vậy ta có:
\(\frac{P_A}{\rho g} = \frac{P_B}{\rho g} + h_{W1}\)
\(P_A = P_B + \rho g h_{W1}\)
\(P_A = -6530 + 1000 * 9.81 * 3 = 22900 N/m^2 = 22.9 kPa\)
Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng với kết quả tính toán. Xem xét lại đề bài có thể có sai sót hoặc thiếu dữ kiện về độ cao tương đối giữa các điểm hoặc có áp suất tại các điểm khác. Với đề bài hiện tại, không thể chọn đáp án chính xác. Nếu bài toán yêu cầu tính áp suất dư tại A so với áp suất tại B, ta có công thức và tính toán như trên. Giả sử có một sai sót trong đề bài, hoặc các đáp án không chính xác. Vì không có đáp án nào đúng, ta không thể xác định đáp án đúng.
Áp dụng công thức Darcy-Weisbach cho đoạn ống ban đầu:
ΔH = (λ * (2L) / d) * (v1^2 / (2g))
Với v1 = Q1 / A, A là diện tích mặt cắt ngang của ống.
Khi nối 4 ống song song, lưu lượng qua mỗi ống là Q2/4. Áp dụng công thức Darcy-Weisbach cho một trong 4 nhánh song song:
ΔH = (λ * L / d) * (v2^2 / (2g))
Với v2 = (Q2/4) / A
Vì độ chênh áp ΔH là như nhau, ta có:
(λ * (2L) / d) * (v1^2 / (2g)) = (λ * L / d) * (v2^2 / (2g))
Thay v1 và v2 vào:
(2L / d) * (Q1/A)^2 = (L / d) * ((Q2/4) / A)^2
2 * Q1^2 = (Q2^2) / 16
Q2^2 = 32 * Q1^2
Q2 = Q1 * √32 = Q1 * √(16*2) = 4√2 * Q1 ≈ 5.66 * Q1
Tuy nhiên, ở đây ta có 4 nhánh song song dài L. Tổn thất trên đoạn ống 2L ban đầu bằng tổng tổn thất trên 1 nhánh chiều dài L và tổn thất trên đoạn L còn lại. Do đó:
H = (λ * L / d) * (v1^2 / (2g)) + (λ * L / d) * (v1^2 / (2g)) = (λ * L / d) * (v2^2 / (2g))
2*(λ * L / d) * (v1^2 / (2g)) = (λ * L / d) * (v2^2 / (2g))
2*(Q1/A)^2 = ((Q2/4)/A)^2
2*Q1^2 = Q2^2/16
Q2^2 = 32*Q1^2
Q2 = sqrt(32)*Q1 = 4*sqrt(2)*Q1 = 5.656*Q1
Tổng lưu lượng Q = 4*Q_nhánh = 4*1.414*Q1 = 5.656Q1
Đề bài có lẽ bị nhầm lẫn ở chỗ nối 4 nhánh song song dài L, đường kính d ở giữa ống.
Nếu bỏ qua đoạn ống L ban đầu, và chỉ tính 4 nhánh song song thì làm như sau:
Tổn thất áp suất trên ống ban đầu là:
H = (λ * 2L / d) * (Q1/A)^2
Sau khi nối 4 ống song song, tổn thất áp suất trên mỗi ống là:
H = (λ * L / d) * ((Q2/4)/A)^2
Suy ra: (λ * 2L / d) * (Q1/A)^2 = (λ * L / d) * ((Q2/4)/A)^2
2Q1^2 = (Q2/4)^2 * L/L
Q2^2 = 32Q1^2
Q2 = 4√2Q1 ≈ 5.66Q1
Vì có 4 nhánh song song nên lưu lượng tăng lên 5.66/4 lần. Vậy không có đáp án đúng ở đây.
Nếu như câu hỏi là tính tổng lưu lượng qua 4 ống thì đáp án sẽ là khoảng 5.66 lần, không có đáp án đúng.
Nếu như câu hỏi là tính lưu lượng qua MỘT ống trong 4 ống thì ta sẽ có Q2/4 = 1.414Q1 => tăng 1.414 lần, cũng không có đáp án đúng.
Có lẽ đề bài muốn hỏi tổng lưu lượng tăng lên bao nhiêu lần khi có 4 ống song song, bỏ qua đoạn ống L phía trước. Khi đó áp suất giảm 1 nửa và có:
H = (λ * 2L / d) * (v1^2 / (2g))
H/2 = (λ * L / d) * (v2^2 / (2g))
=> Q2=2*Q1 => Lưu lượng qua 1 ống tăng 2 lần. Do có 4 ống => Tổng lưu lượng tăng 2*4 = 8 lần.
Nhưng đề bài cho đáp án rất lạ.
Do đó câu này không có đáp án đúng.
Trong thủy lực học, các phương pháp nghiên cứu thường được sử dụng bao gồm:
- Mô hình hóa: Sử dụng các mô hình vật lý hoặc toán học để mô phỏng và nghiên cứu các hiện tượng thủy lực.
- Dùng các đại lượng trung bình: Sử dụng các giá trị trung bình để đơn giản hóa các phương trình và tính toán, đặc biệt khi xét đến dòng chảy rối.
- Dùng các đại lượng vô cùng nhỏ: Sử dụng phép tính vi phân và tích phân để mô tả các hiện tượng thủy lực một cách chi tiết, đặc biệt là trong các bài toán về dòng chảy không ổn định hoặc dòng chảy có biên thay đổi.
Do đó, tất cả các phương pháp trên đều được áp dụng trong thủy lực học.
