Bài tập Thủy lực: Chương 1 - PGS.TS. Lê Văn Dực

Tài liệu "Bài tập Thủy lực: Chương 1" sau đây gồm 22 bài tập hữu ích về thủy lực. Mời các bạn cùng tham khảo và thử sức mình giải các bài tập này để hỗ trợ trong quá trình học tập và ôn luyện thật tốt nhé.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập Thủy lực: Chương 1 - PGS.TS. Lê Văn DựcLê Văn DựcDigitally signed by Lê Văn Dực DN: cn=Lê Văn Dực, o=datechengvn, ou=Chủ nhân, email=lvduc544@vnn.vn, c=VN Date: 2014.01.06 07:50:31 +0700Bài tập Thủy Lực – Chương 1 PGS. TS. Lê Văn Dực www.datechengvn.comCHƯƠNG 1Bài 1 Một kênh có mặt cắt ướt hình parabol có phương trình y = 2x2 (y là trục thẳng đứng), độ dốc i = 0,0001; hệ số nhám n = 0,02, tải một lưu lượng là Q = 8,25m3/s. Tìm độ sâu dòng đều trong kênh. Bài 2 Cho một ống dẫn bằng bê tông, mặt cắt tròn có đường kính d = 1,2m; độ dốc đáy kênh i = 0,0008, n = 0,014, tải lưu lượng Q = 1m3/s. a) Xác định độ sâu dòng đều ho ? b) Xác định độ sâu dòng chảy sao cho lưu tốc và bán kính thủy lực đạt cực đại, tính Vmax và Rmax tương ứng ? c) Xác định độ sâu dòng chảy sao cho lưu lượng và mô đun lưu lượng đạt cực đại, tính Qmax và Kmax tương ứng ? Bài 3 Cho một kênh hình thang bằng đất có chiều rộng đáy kênh b = 2m, chiều sâu ngập nước h = 1,3m, mái dốc m = 1,5, hệ số nhám n = 0,025 và độ dốc i = 0,001. a) Xác định vận tốc trung bình và lưu lượng của kênh ? b) Vận tốc và lưu lượng sẽ thay đổi như thế nào nếu mặt cắt kênh cùng diện tích và mái dốc nhưng có dạng lợi nhất về thủy lực. Bài 4 : Cho một đường ống cống có đường kính D = 4 m, độ dốc đáy i= 10-4, hệ số nhám n=0,01; độ sâu dòng chảy đều ho = 3m. a) Tính lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q. b) Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang với mái dốc kênh m=2 có cùng độ nhám, độ dốc và diện tích ướt với đường ống cống ở trên, sao cho đạt điều kiện có lợi nhất về mặt thủy lực. Hỏi Lưu lượng Qmax chảy qua kênh hình thang ? Bài 5 : Cho kênh mặt cắt hình thang với bề rộng đáy b=10m; mái dốc m=2; hệ số nhám n = 0,02; ho = 5m, i= 0,0001. a) Xác định lưu tốc V và lưu lượng dòng đều Q. b) Khi người ta tăng lưu lượng dòng chảy gấp đôi (Q1 = 2.Q), hỏi độ sâu dòng đều ho tương ứng. Bài 6 : Cho một kênh parabol có phương trình y = x2 (trục oy theo phương thẳng đứng). Cho độ dốc đáy kênh i= 4.10-4, hệ số nhám n=0,005; độ sâu dòng chảy đều ho = 6m. a) Tính lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q b) Nếu như người ta tăng lưu lượng lên gấp ba lần lưu lượng đang chảy (Q1 = 3.Q). Hỏi độ sâu dòng chảy đều tương ứng. Bài 7 : Cho một kênh tháo nước có mặt cắt ngang hình tròn với đường kính D=2m; hệ số nhám n=0,02; độ dốc kênh i = 10-4; độ sâu dòng đều là ho = 3D/4. a) Hỏi lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q. b) Nếu như giảm lưu lượng còn một nửa (Q1 = Q/2), hỏi độ sâu dòng chảy đều tương ứng. Bài 8 : Một kênh mặt cắt ngang hình chữ nhật có hệ số nhám là n; độ dốc i; lưu lượng là Q; tỉ số β (= b/h) giữa bề rộng b của kênh và độ sâu dòng chảy h. a) Hãy tìm công thức xác định diện tích mặt cắt ướt A.Copyright @ Datechengvn – January 20141Bài tập Thủy Lực – Chương 1 PGS. TS. Lê Văn Dực www.datechengvn.comb) Áp dụng cho n=0,014; i=0,001; Q=1000m3/s và tỉ số β = 1 ; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 . Nhận xét gì về sự biến thiên của diện tích mặt cắt ngang A. Bài 9 : Giả sử một kênh mặt cắt ngang hình tròn, chảy vừa đầy (không áp), Từ công thức tính tổn thất năng lượng dọc đường Darcy : L V2 hd = λ. . D 2g trong đó hd là tổn thất dọc đường suốt chiều dài đoạn L; D đường kính ống; V vận tốc trung bình mặt cắt ngang; λ hệ số tổn thất dọc đường theo Darcy; g gia tốc trong trường. Hãy thay thế đường kính D bởi bán kính thủy lực R. Sau đó tìm mối quan hệ giữa λ với hệ số nhám n tính theo Manning đối với dòng chảy đều trong kênh. Bài 10 : a) Tìm (chứng minh) biểu thức tính độ nhám tương đương cho mặt cắt phức tạp nếu giả thiết rằng lưu lượng trên toàn mặt cắt bằng tổng lưu lượng trên từng mặt cắt đơn giản. Biết rằng R 1/6 hệ số Chezy tính theo Manning ( C = ). n5m m 4m n1 5m m 7m n3 n2 m 6m mhoHình 10 b) Áp dụng : Cho mặt cắt phức tạp như chỉ ra trên Hình 10. Có mái dốc m =1; n1 = 0,03; n2 = 0,02 và n3 = 0,04; i=0,0005 và ho = 9m. Tính hệ số nhám tương đương. Tính lưu lượng dòng chảy đều dựa vào hệ số nhám tương đương đã tính được.Bài 11 : Cho một đường hầm chuyển nước có đường kính D = 1,0 m, độ dốc đáy i= 0,002, hệ số nhám n=0,02; Lưu lượng dòng chảy đều Q = 0,683 m3/s. Tính: a) Độ sâu dòng chảy đều ho b) Diện tích mặt cắt ướt A. c) Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang với mái dốc kênh m=1,5 có cùng độ nhám, độ dốc và diện tích mặt cắt ướt với đường hầm ở trên, sao cho đạt điều kiện có lợi nhất về mặt thủy lực. Hỏi Lưu lượng Qmax chảy qua kênh hình thang ? Trường hợp nào lợi hơn ? Bài 12: Cho kênh hình thang có bề rộng b = 10 m, hệ số mái dốc m = 1,5; độ dốc đáy i= 10-4; hệ số nhám n=0,01; độ sâu dòng đều ho = 4 m. a) Tính lưu tốc V và lưu lượng dòng chảy đều Q b) Nếu như người ta thiết kế một kênh hình thang có lưu lượng đã tính ở câu a) và có cùng mái dốc m như trên, sao cho đạt điều kiện có lợi nhất về mặt thủy lực. Hỏi bề rộng đáy kênh b, độ sâu dòng chảy h ?Copyright @ Datechengvn – January 20142Bài tập Thủy Lực – Chương 1 PGS. TS. Lê Văn Dực www.datechengvn.comBài 13: Người ta d ...