Giáo trình Cơ lưu chất - Bài tập chương 1: Tính chất lưu chất - Lê Văn Dực
Bài tập Cơ Lưu Chất – Chương 1
PGS. TS. Lê Văn Dực
BÀI TẬP CƠ LƯU CHẤT
CHƯƠNG 1.
1.1 Một bình bằng thép có thể tích tăng 1% khi áp suất tăng thêm 70 Mpa. Ở điều kiện chuNn (áp
suất p=101.3 KPa) bình chứa đầy 450 kg nước (ρ = 1000 kg/m3). Biết suất đàn hồi K =
2,06.109 Pa. Hỏi khối lượng nước cần thêm vào để tăng áp suất lên thêm 70Mpa.
1.2 Xác định sự thay đổi thể tích của 3 m3 không khí khi áp suất tăng từ 100 Kpa đến 500 Kpa.
Không khí ở nhiệt độ 23oC (xem không khí như khí lý tưởng).
1.3 Người ta nén không khí vào bình thể tích V = 0,3 m3 dưới áp suất p1 = 100 at. Sau một thời
gian rò rỉ, áp suất không khí trong bình hạ xuống p2 = 90 at. Bỏ qua sự biến dạng của bình,
xác định thể tích không khí bị rò rỉ trong thời gian đó (ứng với áp suất khí trời), nếu xem
nhiệt độ không đổi và áp suất khí trời là 1 at.
1.4 Một piston đường kính 50 mm chuyển động đều trong một xi lanh đường kính 50,1 mm. Xác
định độ giảm của lực tác dụng lên piston (tính theo phần trăm) khi lớp dầu bôi trơn được đun
nóng lên từ 20oC đến 120oC.
1.5 Một trục máy D = 75 mm chuyển động đều V = 0,1 m/s dưới tác dụng của lực F = 100N.
Lớp dầu bôi trơn trong ổ trục dày t = 0,07 mm. Ổ trục dài L = 200 mm. Xác định độ nhớt
của dầu.
1.6 Một lớp mỏng chất lỏng Newton (trọng lượng riêng γ, độ nhớt μ) chảy trên mặt phẳng
nghiêng 1 góc α, chiều dày t. Phía trên tiếp xúc với không khí. Xem như giữa chất lỏng và
không khí không có ma sát. Tìm biểu thức của u theo y. Có thể xem quan hệ u theo y tuyến
tính được không ?
1.7 Hai đĩa tròn đường kính d, bề mặt cách nhau một đoạn là t, ở giữa là chất lỏng có khối lượng
riêng là ρ, độ nhớt là μ. Khi một đĩa cố định và đĩa kia quay với vận tốc n vòng / phút. Tìm
ngẫu lực và công suất ma sát.
1.8 Một bánh răng quay với vận tốc N = 300 v/ph quanh trục đường kính d = 30 mm, dài
L=25 mm và mặt bên tựa vào đĩa tròn đường kính a = 60 mm. Khe hở giữa các mặt tiếp xúc
hình trụ là t = 0,1 mm và giữa các mặt phẳng tròn là b = 0,2 mm. Chúng được bôi trơn bằng
dầu nhờn có độ nhớt μ = 1 poise, ρ = 850 kg/m3. Tính moment và công suất ma sát.
1.9 Xác định lực ma sát tại thành trong của một đoạn ống dẫn nước ở 20oC, bán kính R = 80 mm,
dài 10 m. Vận tốc tại các điểm trên mặt cắt ngang ống biến thiên theo quy luật:
u = 0,5 (1 - r2/R2)
Với r là bán kính tại điểm đang xét.
1.10 Xác định áp suất dư bên trong một giọt nước có đường kính d = 2mm. Nhiệt độ của nước là
25oC.
1.11 Một chất khí có khối lượng phân tử là 32 (kg/mole) ở điều kiện áp suất là 5 at, nhiệt độ
30 oC.
a. Xác định khối lượng riêng của chất khí.
b. Xác định khối lượng riêng của chất khí này nếu giữ áp suất = const, nhiệt độ giảm còn 15 oC.
c. Xác định khối lượng riêng của chất khí này nếu giữ T = const, áp suất giảm còn 2 at.
1
Bài tập Cơ Lưu Chất – Chương 1
PGS. TS. Lê Văn Dực
1.12 Một chất lỏng được nén trong 1 xy lanh, nước lúc đầu có thể tích là Vo = 4 lít ở áp suất bình
thường po = 1 at. Áp suất trong xy lanh tăng lên đến p1 = 6 at, thể tích nước giảm 1 cm3.
a. Tính mô đun đàn hồi của nước.
b. Nếu áp suất trong bình tăng lên đến 20 at, tính thể tích nước trong xy lanh
c. Tính áp suất trong bình, nếu như thể tích nước bị giảm 0,1 %.
1.13 Không khí chuyển động qua một ống thu hẹp vào một bể nước tạo thành một 1 dòng bọt khí
có đường kính 3 mm. Tính độ chênh giữa áp suất không khí trong đoạn thu hẹp và áp suất
nước xung quanh. Cho hệ số sức căng bề mặt của nước là σ = 0,0728 N/m.
1.14 Nước được đặt giữa hai tấm phẳng song song nhau. Tấm trên có thể di chuyển và được nối
liền với một vật có khối lượng m bởi sợi dây qua một ròng rọc như Hình 1.15. Giả sử trạng
thái của hệ thống đạt được ổn định. Tính vận tốc của tấm phẳng theo các điều kiện cho như
sau :
+ Bỏ qua ma sát ở ròng rọc. Cho hệ số nhớt động lực học của nước là: μ = 0,89 x 10-3
N.s/m2
+ Cho m = 0,001 kg ; Δy = 5 mm ; g = 9,81 m/s2 .
+ Diện tích tiếp xúc giữa tấm phẳng di động và nước là A = 0,5 m2 .
y
y
Δ
m
x
Hình 1.14
1.15 Một trục hình trụ tròn đường kính D=10 mm, trượt đồng trục, đều, với vận tốc là
V=1,43 mm/s, bên trong một ổ lót dài 40 mm, do bị đNy bởi một lực là F = 0,04 N. Khe hở
giữa trục và ổ lót là t = 0,1 mm. Trục được bôi trơn bằng loại dầu có độ nhớt là μ. Bỏ qua
ảnh hưởng do sự không đồng đều ở hai đầu ổ lót, trọng lượng trục và trọng lượng dầu.
a. Xác định độ nhớt μ.
b. Nếu người ta gia tăng lực F lên gấp đôi, tính vận tốc V.
c. Nếu như người ta đo và thấy rằng, vận tốc tăng gấp đôi so với trường hợp ban đầu, tính
lực F tác dụng lên trục.
Giữ F không đổi như trường hợp ban đầu, nếu như người ta giảm chiều dày khe hở xuống
còn t = 0,05 mm, tính vận tốc di chuyển của trục.
D
μ
A
t
V
t
μ
F
L
V
Hình 1.16
Hình 1.15
2
Bài tập Cơ Lưu Chất – Chương 1
PGS. TS. Lê Văn Dực
1.16 Một tấm phẳng có diện tích A = 0.2 m2, kéo trượt giữa khe hở có chiều dầy 2.t = 10mm, chứa
đầy dầu nhờn có hệ số nhớt động lực học là μ = 8,14. 10-2 Pa.s, với vận tốc là V= 0.02 m/s.
Giả sử hệ thống chuyển động đều (xem Hình 1.16). Tính lực F cần thiết để kéo tấm phẳng A.
1.17 Một bình gas ban đầu có khối lượng M = 15 kg có áp suất dư po = 500 kPa . Sau một thời
gian sử dụng, áp suất dư trong bình còn lại p = 20 KPa. Biết vỏ bình gas có khối lượng 5 kg
và không bị thay đổi khi áp suất thay đổi. Tính khối lượng gas đã sử dụng trong thời gian
trên.
1.18 Một trục máy hình trụ có đường kính D (m), được giữ thẳng đứng bởi một ổ trục có chiều dài
L (m). Khe rỗng đồng trục với trục máy có chiều dày không đổi là t (m) được chứa đầy dầu
nhờn có hệ số nhớt động lực học μ (Pa.s). Trục quay với vận tốc góc không đổi là ω (rad/s)
(xem Hình 1.15).
a) Tìm công thức tính công suất tiêu hao P (watt) theo D, L, t, μ và ω để duy trì chuyển động
quay đều ?
b) Cho D = 0,15 m; L = 0,30 m; t = 10-4 m; μ = 1,64x10-3 Pa.s và vận tốc quay là n = 120
vòng/phút. Tính ω và công suất P ?
c) Nếu như người ta tăng công suất lên gấp đôi so với giá trị tìm được ở câu a, tính vận tốc
quay n (vòng/phút) ?
3
3 trang
27/04/2022
6060
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Cơ lưu chất - Bài tập chương 1: Tính chất lưu chất - Lê Văn Dực", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_co_luu_chat_bai_tap_chuong_1_tinh_chat_luu_chat_l.pdf
