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1、1作业 4 答案 (第 7 章、第 8 章、第 9 章、第 10 章)第 7 章一、选择题 1. 对于管道无压流，当充满度 分别为（ B ）时，其流量和速度分别达到最大。A. 0.5, 0.5 B. 0.95, 0.81 C. 0.81, 081 D. 1.0, 1.02. 对于 a, b, c 三种水面线，下列哪些说法是错误（ A ） （ C ）A所有 a、c 型曲线都是壅水曲线，即 ，水深沿程增大。0dshB所有 b 型曲线都是壅水曲线，即 ，水深沿程增大。C所有 a、c 型曲线都是降水曲线，即 ，水深沿程减小。sD所有 b 型曲线都是降水曲线，即 ，水深沿程减小。0dh3. 跌水的形成条
2、件是（ D ）A.从急流过渡到急流 B.从急流过渡到缓流C.从缓流过渡到急流 D.从缓流过渡到缓流4水跃的形成条件是（ C ）A.从急流过渡到急流 B.从急流过渡到缓流C.从缓流过渡到急流 D.从缓流过渡到缓流5两段长直的棱柱形渠道，通过的流量相同,（ B ）A.粗糙系数不同（ ） ，其他参数相同（ ，则1n2 ),Qmbn021hB.底坡不同（ ） ，其他参数相同（ ，则i,i0C.底宽不同（ ） ，其他参数相同（ ，则21b)21D.边坡系数不同（ ） ，其他参数相同（ ，则m,Qbni0h6. 一梯形断面渠道，底宽 b=2m，边坡系数 m=1.0，明渠中的水深 h=0.5m, 则湿周 、
3、水力半径 R 分别为（ D ）A. 3.414, 0.366 B. 3.5, 0.30 C. 3.414, 0.30 D. 3.5, 0.366二、判断题 1、缓流一定是均匀流，急流一定不是均匀流。 （ 错误 ）2、断面单位能量沿程可大、可小，或者不变。 （ 错误 ）23、明渠中均匀流一定是恒定流。 （ 正确 ）4、明渠水流，从缓流到急流发生水跃。( 正确 )5谈到某水流是临界流、急流、缓流,这是以明渠断面尺寸、流量一定为前题而讲的。 （ 错误 ）6 明渠水流的测压管水头线不可能沿程上升。 （ 正确 ）三、简答题1、简述明渠均匀流的水力特征及其形成条件。答: 明渠均匀流的水力特征:（1） 底坡
4、线，水面线，总线头线三线平行，即 ，pJi（2）水深 ，过水断面面积 A，断面平均流速及断面流速分布沿程不变。h明渠均匀流形成条件： 流量恒定。 必须是长直棱柱形渠道，糙率 不变。n 底坡 不变。i1、 简述明渠水流的三种流态及其四个判别方法及标准。答: 明渠水流分为缓流、急流、临界流。个判别方法有： 干扰波：波速 C= ， =C 为临界流， c 为急流；mghvvv 弗劳德数：弗劳德数 Fr= ，F r=1 临界流，F r 1 缓流，F r1 急流； 临界水深 ： 缓流， 临界流， 急流，khkkhkh 临界底坡 ： 缓流， 临界流， 急流。iiiki3. 写出佛劳德数的表达式，并说明其物理
5、意义。答: 弗劳德数 Fr= ，物理意义是:反映动能与势能之比。mghv4. 为什么要引入断面单位能量的概念？答: 引入断面单位能量，目的是分析水面曲线的变化规律和建立临界流方程。5. 简述明渠恒定非均匀流的水力特征。答: 过水断面面积 A，水深 ，沿程改变。h即 )(),(sfAsfh3底坡线，水面线，总线头线三线不再平行，即 ，pJi一、作图题 (略)1 下面为长直棱柱形渠道，n 不变，试定性绘出可能出现的水面曲线型式。二、计算题1 某输水渠道，沙质土壤，岸边有杂草，糙率系数 n=0.025, 底坡 I=0.002, 断面为梯形，边坡系数 m=1.0。 按水力最优断面设计，通过流量 Q=0
6、.8m3/s, 试确定其断面尺寸。解: （1）按水力最优断面条件计算宽深比。（2）计算相关水力要素：过流断面积、水力半径。代入流量基本公式解出水深。（3）求出底宽。答案： mb79.0h65.2 有两段矩形断面渠道相连，通过流量 Q=2.8m3/s，底宽 b=2m, 混凝土衬护，n=0.015, i1=0.012, i2=0.0008。这两段渠道是否为水跃衔接？若是水跃衔接，是何种形式水跃？并定性绘图表示。解: （1） （计算临届水深、临界底坡）判断两矩形断面渠道是急流还是缓流，确定是否为水跃衔接。 （答案：是）（2）计算（或查附录 C）求正常水深 ，把 视为跃前水深，求跃后水深021,h01
7、与 比较。h0答案：远驱式水跃第 8 章、 选择题 1实用断面堰常常设计成真空堰，其目的是（ B ）（a）减小水流对坝面的冲刷 （b）提高过流能力（c）减小空化空蚀 （d）节省建筑材料42、小桥过流与（ C ）具有相同的水力特征。（a）薄壁堰流 （b）宽顶堰流 （c）实用断面堰流 （d）闸孔出流3. 宽顶堰形成淹没出流的充分条件是 ( D ) (a) (b) (c) (d) 0sh0sh08.Hhs0.1hs4下述堰的分类哪个正确（ A ）(a) /H 0.67 薄壁堰 (b) 0.672.5 薄壁堰、 判断题1、 只要宽顶堰下游水深超过堰顶，就为淹没出流。 （ 正确 ）2、 小桥过流的淹没出
8、流条件 与宽顶堰的淹没出流条件 不同。 （正确）kth3.108.Hhs3、 对于闸孔出流，当闸门开度 与上游水深 之比 时，闸孔出流转化为堰流。eH75.0e（正确 ）4、对于薄壁堰，在堰宽 b、堰高 P 和堰上水头 H 相同的情况下，完全堰的过流能力比侧收堰的过流能力大。 （正确 ）、 简答题1. 简述堰的三种类型及其共同的水力特征。答: 堰分为三种类型:(1) 薄壁堰-判别标准 67.0H(2) 实用断面堰-判别标准 5.2.(3) 宽顶堰-判别标准 152共同的水力特征为上游水位壅高过堰时水面跌落。2. 堰流基本公式中 ， ， 等系数与哪些因素有关。m答: 流量系数 与行近流速的大小、
9、表面张力有关。侧收缩系数与堰宽与渠宽的比值（ ）有关。Bb/3. 宽顶堰淹没出流形成的充分必要条件是什么？ 答: 必要条件 ,充要条件是 0.8H 0。0shsh、 计算题1、 一圆角进口无侧收缩宽顶堰，堰高 P1=2.5m，P 2=2.0m，堰上水头为 0.40m，通过的流量为54m3/s，求宽顶堰的宽度。在不产生淹没出流的情况下，下游水深最大为多少？解:（1） 通过计算（ ）的值，选取流量系数公式，计算流量系数。HP/1（2）求宽顶堰的宽度： mb95.（3）不产生淹没出流，下游水深 。ht32.2、 有一河道，用碎石单层铺砌加固河床，通过的流量 m3/s，允许流速 m/s，20Q5.3v
10、桥下游水深 m， 若 ， ， ，允许桥前壅水深度3.1th90.1m。 设计小桥孔径 。0.Hb解: （1）求桥下临界水深 ，判别是自由出流，还是淹没出流。 （自由出流）Kh（2）计算桥孔初始值: 取 (B =6.0m )（3）复算求桥下临界水深 ，判别是自由出流，还是淹没出流。 （仍为自由出流）K（4）计算桥前壅水深度 H =1.81m 3m，假设各井抽水量相同，求总的抽水量。解: 此题为井群的水力计算，可直接用公式求解。 答案: 0.0984 m3/s。Q7第 10 章一、选择题 1.重力相似模型中, 流速比尺等于几何比尺的( C )次方 。 A. 2 B. 1.5 C. 1 D. 0.5
11、2. 重力相似模型中, 流量比尺等于几何比尺的( A )次方 。A. 2.5 B. 2 C. 1.5 D. 13. 重力相似模型中, 时间比尺等于几何比尺的( D )次方 。A. 2 B. 1.5 C. 1 D. 0.5二、判断题1. 凡是正确反映客观规律的物理方程式，必然是一个齐次量纲式。 （正确 ）2. 力学相似的必要条件是几何相似，运动相似，动力相似。 （ 正确 ）三、简答题1. 为什么在阻力平方区，雷诺准则自动满足？答: 从理论上讲，如同沿程损失一样，在阻力平方区，沿程阻力系数与雷诺数无关，当雷诺数充分大时，粘性可忽略不计，所以，在阻力平方区，雷诺准则自动满足。2. 简述弗劳德准数的物理意义。答: 弗劳德准数为常数，是指原型的弗劳德准数与模型的弗劳德准数相等，原型与模型量液流相似。四、计算题1. 有一单孔 WES 剖面混凝土溢流坝，已知坝高 ，坝上设计水头 ,流mp10mHp5量系数 ，溢流孔净宽 ，在长度比尺 的模型上进行试验，要求计算：502.mmbp82l（1）设计模型流量；（2）如在模型坝趾测的收缩断面表面流速 ,计算原型相应流速 smuc46.cpu解：首先计算原型流量、流量比尺、速度比尺。按原型与模型换算关系计算。答案：流量 smQ/1.03流速 v95
