Đề thi kết thúc học phần: Kỹ thuật thuỷ khí Đề số: 2

Khi chất lỏng có tỷ trọng =1,2 dâng lên đến độ cao H=4,2m thì vật hình trụ (gắn vào bản lề tại A) bắt đầu bị đẩy lên. Bán kính trụ R=0,8m, chiều dài trụ L=2m. Áp suất mặt thoáng là áp suất khí trời.1/ Tìm trọng lượng của trụ? 2đ2/ Tìm áp lực dư chất lỏng tác dụng lên trụ?
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề thi kết thúc học phần: Kỹ thuật thuỷ khí Đề số: 2 Đề thi kết thúc học phần: Kỹ thuật thuỷ Trưởng Bộ môn ký duyệtHỘI ĐỒNG THI KHOA KHCB khí BỘ MÔN CƠ HỌC Đề số: 2 - Thời gian làm bài: 70 phút Ghi chú: Sinh viên không được: sử dụng tài liệu; viết vẽ vào đề thi. Đề thi phải nộp cùng bài thi. ( C¸c kÕt qu¶ lµm trßn ®Õn 2 sè sau dÊu phÈy)C©u 1 (4,5 điểm) Khi chất lỏng có tỷ trọng δ=1,2 x Odâng lên đến độ cao H=4,2m thì vậthình trụ (gắn vào bản lề tại A) bắt đầu Hbị đẩy lên. Bán kính trụ R=0,8m, chiều A zdài trụ L=2m. Áp suất mặt thoáng là áp Rsuất khí trời. O 1/ Tìm trọng lượng của trụ? 2đ 2/ Tìm áp lực dư chất lỏng tácdụng lên trụ? 2đĐáp án: γ = 1,2 x 9810 = 11772 N/m3     1/ P = Px + Py + Pz Py = 0 (vì chất lỏng không tác dụng lên mặt cong theo phương Oy) Px = γ hCxωx= γ (H+R/2)RL = 11772 (4,2 +0,8/2)0,8 x2 = 86641,92 N Pz = γ VAL = γ (Vhộp + V ¼ trụ ) = γ (R.H.L +πR2/4 .L) = γ R.L (H+πR/4 ) = 11772 .2.0,8( 4,2 +3,14 . 0,8/4) = 90936,35 N Trọng lượng trụ chính là G = P . sinα = PZ = 90936,35 N 2/ P = (Px2+Pz2)0,5 = 125603,5 N α = arctg (Pz/Px)= 46,38o Vậy áp lực dư chất lỏng tác dụng lên mặt trụ có giá trị bằng 90936,35 N, hướng vào tâmtrụ, hợp với phương ngang một góc là 46,38o. (5,5điểm)C©u 2 Chất lỏng có tỷ trọng δ=1,2 chảy từ bể B sang bể A hình vẽ. Biết s ố ch ỉ của ápkế có giá trị dư là 0,12at; H=1m; HB=3m; áp suất tại mặt thoáng bể A là áp suất khí trời.Lưu lượng chảy trong ống Q=4(l/s); hệ số nhớt động ν=0,015cm2/s; đường kính ốngdẫn không thay đổi d=50mm; tổng chiều dài ống l=20m; h ệ s ố t ổn th ất u ốn t ại 3 v ị tríđều bằng ξu=3; bỏ qua tổn thất tại cửa vào và cửa ra của ống; l ấy g=9,81m/s 2. Trường 0,3164hợp chất lỏng chảy rối tính λ theo công thức: λ = và α=1. Re 0, 25 1/ Tìm chiều cao HA=? 3,5đ 2/ Chất lỏng sẽ hoá hơi ở điều kiện áp suất là 0,34at. Nếu từ đ ầu ống đ ến đi ểmS là 18m thì tại đó có xảy ra hiện tượng xâm thực không? 2đ S S pa H po A A B B HA HB A B 0 0Đáp án:1/ có v =4Q/πd2 = 2,038 m/s Re = vd/ν = 67940,55 >2320 chảy rối 0,3164 λ= =0,019 Re 0, 25 Viết phương trình Bernoulli (mặt chuẩn tại đáy bể A và bể B) cho đoạn dòngchảy đi từ mặt cắt B-B tại mặt thoáng của bể B đến mặt cắt A-A tại mặt thoáng bể Ata có như sau: zB + pB/γ = zA+pA/γ + hwB-A HB + pdB/γ = HA + 0 + hw B – A (*)Ta có: tổn thất khi chất lỏng chảy từ bể B đến bể A:hwB-A= (3. ξu+ λ .l/d) v2/2g = (3.3 + 0,019 .20/0,05). 2,3082/2.9,81 = 3,51mVậy: thay vào phương trình (*)3 + 0,12 .98100/ (1,2 .9810) = HA + 3,51HA = 4- 3,51 = 0,49 m2/ Viết phương trình Bernoulli từ mặt thoáng bể B (mặt cắt B –B) đến điểm S (mặtcắt S-S) , chọn chuẩn trùng mặt cắt B – B ta có:0+ pod/γ = H + pdS /γ + α v2/2g + hwB-SpdS /γ = pod/γ − H - α v2/2g -hwB-STa có:hwB-S = ( 3. ξu + λ 18/d) v2/2g = (3. 3 + 0,019 .18/ 0,015) 2,0382/(2.9,81)) = 3,35 mVậy: pdS/γ = 1 – 1 - 2,0382/ (2.9,81) – 3,35 = - 3,56 (m)suy ra: pdS = -3,56 . γ = − 3,56 . 1, 2 . 9 8 1 0 = − 4 1 9 0 8, 3 2 N/m2 pdS = - 0,43 atVậy tại điểm S xuất hiện áp suất chân không: pckS = 0,43 atÁp suất tuyệt đối tại điểm S: ptS = 1-0,43= 0,57 at > 0,34 atVậy tại điểm S không xảy ra hiện tượng xâm thực. ...