Lê Văn Dực Digitally 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 +07'00' Bài tập Thủy Lực – Chương PGS TS Lê Văn Dực www.datechengvn.com CHƯƠNG Bài Một kênh có mặt cắt ướt hình parabol có phương trình y = 2x2 (y trục thẳng đứng), độ dốc i = 0,0001; hệ số nhám n = 0,02, tải lưu lượng Q = 8,25m3/s Tìm độ sâu dòng kênh Bài Cho ống dẫn 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 ho ? b) Xác định độ sâu dòng chảy cho lưu tốc bán kính thủy lực đạt cực đại, tính Vmax Rmax tương ứng ? c) Xác định độ sâu dòng chảy cho lưu lượng mô đun lưu lượng đạt cực đại, tính Qmax Kmax tương ứng ? Bài Cho kênh hình thang 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 độ dốc i = 0,001 a) Xác định vận tốc trung bình lưu lượng kênh ? b) Vận tốc lưu lượng thay đổi mặt cắt kênh diện tích mái dốc có dạng lợi thủy lực Bài : Cho đường ống cống có đường kính D = m, độ dốc đáy i= 10-4, hệ số nhám n=0,01; độ sâu dòng chảy ho = 3m a) Tính lưu tốc V lưu lượng dòng chảy Q b) Nếu người ta thiết kế kênh hình thang với mái dốc kênh m=2 có độ nhám, độ dốc diện tích ướt với đường ống cống trên, cho đạt điều kiện có lợi mặt thủy lực Hỏi Lưu lượng Qmax chảy qua kênh hình thang ? Bài : 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 lưu lượng dòng Q b) Khi người ta tăng lưu lượng dòng chảy gấp đôi (Q1 = 2.Q), hỏi độ sâu dòng ho tương ứng Bài : Cho 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 ho = 6m a) Tính lưu tốc V lưu lượng dòng chảy Q b) Nếu người ta tăng lưu lượng lên gấp ba lần lưu lượng chảy (Q1 = 3.Q) Hỏi độ sâu dòng chảy tương ứng Bài : Cho 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 ho = 3D/4 a) Hỏi lưu tốc V lưu lượng dòng chảy Q b) Nếu giảm lưu lượng nửa (Q1 = Q/2), hỏi độ sâu dòng chảy tương ứng Bài : Một kênh mặt cắt ngang hình chữ nhật có hệ số nhám n; độ dốc i; lưu lượng Q; tỉ số β (= b/h) bề rộng b kênh độ sâu dòng chảy h a) Hãy tìm công thức xác định diện tích mặt cắt ướt A Copyright @ Datechengvn – January 2014 Bài tập Thủy Lực – Chương PGS TS Lê Văn Dực www.datechengvn.com b) Áp dụng cho n=0,014; i=0,001; Q=1000m3/s tỉ số β = ; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 Nhận xét biến thiên diện tích mặt cắt ngang A Bài : Giả sử kênh mặt cắt ngang hình tròn, chảy vừa đầy (không áp), Từ công thức tính tổn thất lượng dọc đường Darcy : L V2 hd = λ D 2g hd 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 trường Hãy thay đường kính D bán kính thủy lực R Sau tìm mối quan hệ λ với hệ số nhám n tính theo Manning dòng chảy kênh Bài 10 : a) Tìm (chứng minh) biểu thức tính độ nhám tương đương cho mặt cắt phức tạp giả thiết lưu lượng toàn mặt cắt tổng lưu lượng mặt cắt đơn giản Biết R 1/6 hệ số Chezy tính theo Manning ( C = ) n 5m m 4m n3 n1 5m n2 m m 6m m ho 7m Hình 10 b) Áp dụng : Cho mặt cắt phức tạp Hình 10 Có mái dốc m =1; n1 = 0,03; n2 = 0,02 n3 = 0,04; i=0,0005 ho = 9m Tính hệ số nhám tương đương Tính lưu lượng dòng chảy dựa vào hệ số nhám tương đương tính Bài 11 : Cho 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 Q = 0,683 m3/s Tính: a) Độ sâu dòng chảy ho b) Diện tích mặt cắt ướt A c) Nếu người ta thiết kế kênh hình thang với mái dốc kênh m=1,5 có độ nhám, độ dốc diện tích mặt cắt ướt với đường hầm trên, cho đạt điều kiện có lợi mặt thủy lực Hỏi Lưu lượng Qmax chảy qua kênh hình thang ? Trường hợp lợi ? 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 ho = m a) Tính lưu tốc V lưu lượng dòng chảy Q b) Nếu người ta thiết kế kênh hình thang có lưu lượng tính câu a) có mái dốc m trên, cho đạt điều kiện có lợi mặt thủy lực Hỏi bề rộng đáy kênh b, độ sâu dòng chảy h ? Copyright @ Datechengvn – January 2014 Bài tập Thủy Lực – Chương PGS TS Lê Văn Dực www.datechengvn.com Bài 13: Người ta dự định xây dựng kênh dẫn hở hình thang đất thịt n = 0,025 có hệ số mái dốc m = 1,5 độ dốc i = 0,002 để tháo lưu lượng Q = 60m3/s cho mặt cắt có lợi mặt thủy lực Tính chiều rộng đáy kênh Bài 14 : 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 ho = m a) Tính lưu tốc V lưu lượng dòng chảy Q b) Nếu người ta thiết kế kênh hình thang đạt lưu lượng (có mái dốc m) cho đạt điều kiện có lợi mặt thủy lực Hỏi bề rộng đáy kênh b, độ sâu dòng chảy h ? Hỏi diện tích ướt Amin kênh hình thang này? Tính phần trăm diện tích ướt chênh lệch Bài 15: Một kênh parabol có phương trình y = x2 (trục oy theo phương thẳng đứng) có độ dốc đáy i = 10-4, hệ số nhám n = 0,01, độ sâu dòng ho = 6m a) Tính lưu lượng dòng chảy kênh b) Nếu người ta thiết kế kênh có mặt cắt ướt hình thang, có độ dốc, độ nhám tải lưu lượng kênh hình parabol (câu a) Xác định chiều rộng đáy kênh b độ sâu dòng ho trường hợp mặt cắt có lợi mặt thủy lực ? Cho biết mái dốc kênh m = 1,5 c) Tính so sánh diện tích ướt hai trường hợp ? kênh lợi ? Bài 16: Cho đường ống cống có đường kính D = 2,0m, độ dốc đáy i = 10-3, hệ số nhám n = 0,02 a) Tính lưu lượng dòng cực đại Qmax? b) Xác định độ sâu dòng tương ứng với lưu lượng cực đại Qmax? Bài 17: Cho đường ống cống có đường kính D = 2,4 m, độ dốc đáy i= 10-3, hệ số nhám n=0,02 a) Xác định độ sâu dòng cho lưu lượng cực đại ? b) Tính lưu lượng cực đại Qmax ? Bài 18: Cho dòng chảy với lưu lượng Q=32,68m3/s kênh lăng trụ hình parabol có đặc tính sau: + Hệ số nhám, n= 0,02; + Độ dốc đáy i=0,002; + Diện tích ướt Avà chu vi uớt P cho bảng sau: h(m) 3,0 4,0 5,0 6,0 Diện tích ướt A (m2) 4,900 7,542 10,541 13,856 Chu vi ướt P (m) 6,834 8,845 10,829 12,793 a) Tính độ sâu dòng ho diện tích ướt A ? b) Nếu người ta thiết kế kênh hình thang mái dốc m=2; có hệ số nhám, độ dốc đáy lưu lượng với kênh trên, tính bề rộng độ sâu kênh ứng với mặt cắt có lợi mặt thủy lực? c) Tính diện tích ướt Amin ứng với trường hợp kênh hình thang so sánh với kết câu b) ? trường hợp có lợi mặt thủy lực? Copyright @ Datechengvn – January 2014 Bài tập Thủy Lực – Chương PGS TS Lê Văn Dực www.datechengvn.com Bài 19: Một kênh có dạng hình tam giác cân có cạnh nghiêng với phương thẳng đứng góc 60o Nếu lưu lượng kênh Q = 80 l/s, với độ sâu so với đỉnh h = 0,25m Cho C = 45 m1/2 /s Tìm độ dốc đáy kênh i ? Bài 20: Kênh có mặt cắt Hình 20 Cho B=1,5m; h1=0,5m; h2=0,2m; n=0,02; i=0,001 a) Tính lưu lượng dòng kênh ? b) Tính vận tốc kênh ? B h2 h1 h2 n1 a h1 n2 b Hình 21 Hình 20 Bài 21: Dòng chảy kênh hở có mặt cắt ngang Hình 21 Cho n1 = 0.025; n2 = 0.03; i = 0.0001; h1 = 5.0m; h2 = 10.0m; a = 10.0m; b = 20.0m Hệ số nhám tương đương ne tính theo công thức Horton Xác định lưu lượng Q ? Bài 22: Cho kênh hình thang có m=1.4; n=0.017; Q=9m2/s; L=500m, độ chênh mực nước hai đầu kênh Δz=0.8m; biết kênh có mặt cắt lợi mặt thủy lực, tính a) Độ sâu, bề rộng diện tích ướt kênh ? b) Tính lượng toàn phần E chảy qua mặt cắt ướt (lấy chuẩn cao độ đáy kênh) đơn vị thời gian? Copyright @ Datechengvn – January 2014 .. .Bài tập Thủy Lực – Chương PGS TS Lê Văn Dực www.datechengvn.com b) Áp dụng cho n=0, 014 ; i=0,0 01; Q =10 00m3/s tỉ số β = ; 1, 5; 2; 2,5; 3; 3,5 Nhận xét biến thiên diện tích mặt cắt ngang A Bài. .. kiện có lợi mặt thủy lực Hỏi bề rộng đáy kênh b, độ sâu dòng chảy h ? Copyright @ Datechengvn – January 2 014 Bài tập Thủy Lực – Chương PGS TS Lê Văn Dực www.datechengvn.com Bài 13 : Người ta dự... mặt thủy lực? c) Tính diện tích ướt Amin ứng với trường hợp kênh hình thang so sánh với kết câu b) ? trường hợp có lợi mặt thủy lực? Copyright @ Datechengvn – January 2 014 Bài tập Thủy Lực – Chương