第七章明槽恒定流动水力学.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第七章明槽恒定流动水力学.精品文档.第七章明槽恒定流动1、缓变流一定是缓流，急变流一定是急流。 ( )2、棱柱形明渠中形成 S2 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr 沿程减小。 ( )3、S2 型水面曲线是发生在 ( )(1) 缓坡渠道中的缓流 (2) 陡坡渠道中的缓流(3) 缓坡渠道中的急流 (4) 陡坡渠道中的急流 4、在明渠渐变流中 ( )(1)总水头线一定平行于底坡线(2)总水头线与自由水面相重合(3)测压管水头线与自由水面一致(4)水面线与底坡线平行5、发生水跃的充分必要条件是 ( )(1)从层流过渡到紊流(2)从陡坡过渡到缓坡(3)从

2、缓流过渡到急流(4)从急流过渡到缓流6、已知某水闸下游收缩断面水深 hc0 = 0.6 m (相应的跃后水深 hc0 = 3.5 m) ,临界水深 hc = 1.6 m，下游河道水深 t = 1.4 m ,则闸下将发生 ( )(1)远离水跃 (2) 临界水跃 (3) 淹没水跃 (4) 急流 7、明渠中发生M3、S3、H3、A3 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr ( )(1)小于1 (2)等于1(3)大于1 (4)无法确定8、有两条梯形断面渠道 1和 2，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但底坡 i1 i2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为 ( )(1)h01 h02 (2)h

3、01 b2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为 ( )(1)h01大于h02 (2)h01小于h02(3)相等 (4)无法确定10、有两条梯形断面渠道 1 和 2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1 n2，则其均匀流水深h01 和 h02 的关系为 ( )(1)h01大于 h02 (2)h01小于 h02(3)相等 (4) 无法确定 11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽 b 与均匀流水深 h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是 ( )(1) b1 =4 m ， h01 =1m(2) b2 =2 m ， h02 = 2m(3) b3

4、 = 2.83 m ， h03 = 1.414m(4) b4 = 2.67 m ， h04 = 1.5m12、矩形明渠水流中，断面单位能量 Es 与势能 h 之比值 Es/h =1.8时，水流的弗劳德数 Fr 为 ( )(1) Fr 1.0(2) Fr n2)。它们的正常水深h01 _h02 ;临界水深 hc1 _hc2 。15、水跌是水流从_流过渡到_流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于_。16、水跃是水流从_流过渡到_流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，跃后水深的变化是_。17、在明渠水流中，发生_型水面曲线时，断面单位能量 Es 沿程增大；发生_型水面曲线时，Es

5、沿程减小。(各举一例)18、若明渠均匀流水深 h0 =3m，相应流量的临界水深hc=1.5m，则弗劳德数Fr的范围为_。若流量不变，糙率 n 增大，则Fr _。19、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于_流，控制断面应选在上游；对于_流，控制断面应选在下游。20、图示为一棱柱形明渠，两段渠道的断面形状、尺寸及底坡均相同，但糙率不同 (n1 n2)。则其正常水深 h01 和 h02 的比较是_，临界水深hc1和 hc2 的比较是_,临界底坡ic1和 ic2 的比较是 _ _。21、棱柱形明渠恒定渐变流基本微分方程 d h/d s =(i-J )/(1-Fr2)表示水深 h 沿程变化规律，其分子反

6、映水流的_，分母反映水流的_。22、平底棱柱形明渠的水跃函数为_,水跃的前后水深以 h 和 h 表示，则有水跃函数关系式_。23、明渠水流的弗劳德数 Fr 表示水流的_力与_力作用之比，可作为判别流态的标准，当水流为急流时，_力作用为主，Fr _，当水流为缓流时，_力作用为主，Fr _。24、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)25、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)26、定性绘出图示两段宽度不同的棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 27、定性绘出图示棱柱形明渠的水

7、面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 28、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 29、下列两图中所绘水面线是否正确，试分析改正之。30、宽矩形渠道由三段组成，均为长渠，三段渠道底宽均相等。AB渠段糙率为n1，BC渠段糙率为n2，CD渠段糙率为 n3，n1 n3 ic)。定性绘制水面线，并注明水面线类型。31、水库经长泄洪洞泄洪，泄洪洞断面为矩形，洞内水流为无压流，其纵剖面如图所示。洞后接一等宽的矩形长陡坡，出口为平底矩形消能池。试定性绘出水面曲线，并标明型号。hc0 : 收缩断面水深； ic :临界底坡; hc : 临界水深；

8、 d : 消能池池深。32、一宽度 b=1.0 m 的矩形断面棱柱形渠道，通过流量 qv =3.13 m3/s时，正常水深 h0=1.5 m。要求：(1)判别该渠道底坡属于缓坡、陡坡或临界坡；(2)测得某断面水深 h=1.25 m，判别该处水流为缓流或急流，渠中发生何种水面曲线，绘出其图形。33、底坡 i=0.01的等宽矩形断面渠道，内盛静水。今在相距 =100 m 两个断面测得水深分别为 h1=2 m 及h2= 3 m 。试导出微波波速 C 随距离 S 变化的关系式，并求出波从断面1到断面2所需的时间 t 。 ( 20.3s )34、有一梯形断面渠道，底坡 i=0.0005，边坡系数 m=1

9、,糙率 n=0.027，过水断面面积 A10 m2。求水力最佳断面及相应的最大流量。若改为矩形断面，仍欲维持原有流量，且其糙率及底坡 i 均不变，问其最佳尺寸如何? ( h=2.34m; b=1.94m; 9.19m3/s; h=2.26m; b=4.53m )35、论证明渠均匀流时水力坡度、测压管水头线坡度、底坡相等，即 J = Jp= i 。36、试举出在明渠中发生临界水深的两个实例，并用图标明临界水深的位置。 37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数 式中 i 为底坡；n 为糙率；q 为单宽流量；g 为重力加速度。38、断面单位能量 Es 和单位重量液体总能量 E 有什么区别?明

10、渠均匀流 Es 和 E 沿流是怎样变化的?明渠非均匀流 Es和 E 沿流是怎样变化的?39、何谓断面单位能量?试叙述断面单位能量曲线的特征。40、有一由两段不同底坡 i1 和 i2 的渠道相连接的棱柱形明渠，渠道断面为矩形，宽度 b=3 m。当通过流量 qv=15 m3/s 时，已知 i1 和 i2 渠段的正常水深分别为 h01=0.7 m，h02 =2 m。要求：(1)判别上、下游渠道各为何种底坡；(2)确定水跃发生在哪一渠段上；(3)定性绘出渠道的水面曲线，并注明曲线的名称。41、图示为一渐变扩散渠段 AB 连接二棱柱形长渠。已知渠道断面为矩形，上游渠宽 b1 =3 m，正常水深h01=1

11、.8 m，下游渠宽 b2=4 m，正常水深 h02=2 m，渐变段底坡 i=0，上游端断面A处水深 h=1.94 m; 渠中流量qv=10 m3/s。要求绘出水面曲线相接图，并注明棱柱形渠段的水面曲线类型。42、图示为四种过水断面形状不同的明渠，但其过水断面面积、糙率、底坡均相同，试论证并比较各明渠通过流量的大小。 ( )43、证明急流通过矩形断面明渠中的障碍物时，障碍物上的水面必然上升。即图中。44、试分析以下三种水面线发生的可能性，如能发生，请说明发生的条件，曲线名称符号及 h1 和 h2 的取值大小或范围。45、图示为一矩形断面平底明渠中的水跃，水跃底部有一低坎。已知单宽流量 q = 6

12、 m2/s 。跃前水深 h1 =0.5m，水流作用在单宽低坎上的总压力。取动量校正系数为1。(1)求跃后水深h2； (；无低坎时 h2= )(2)此跃后水深与无低坎时的跃后水深相比，哪个大?大多少? 46、已知梯形断面渠道的底宽 b=1m，边坡系数 m=1。在水平渠段上的水跃共轭水深为 h1=0.2 m，h2=0.6 m，求通过渠道的流量 qv。梯形断面形心的深度 hc= ( )47、某矩形断面平底渠道，底宽 b=7 m，通过流量 qv=40 m3/s。若渠中发生水跃时，跃前水深 h1=0.8 m。求该水跃的水头损失。 (v2=40/(72.5)=2.28m/s； )48、梯形断面壤土渠道，已

13、知通过流量，底宽，边坡系数，正常水深，糙率，求底坡和流速。 ( i=0.000377 ,v=0.78m/s )49、有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽，边坡系数，实测流量时，均匀流水深，在1800m长的顺直渠段水面落差，求渠道的糙率。 (n=0.0228 )50、一石渠的边坡系数，糙率，底宽，水深，底坡，求流量和流速。 (Q=16.58m3/s ,v=1.318m/s )51、直径为的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出的关系式（为时的流量），并论证当充满度为多大时，达到最大值。 (h/d=0.938时 Q/Q1=1.076 )52、有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽，糙

14、率，底坡，当流量时，求水深h，问流速是否超过2.0？ (h=2.6m,v=1.86m/s ; = 。 15、缓；急；临界水深。 16、急 ； 缓； 减小。17、S2 ； M2 18、0 Fr 1；减小。 19、急 ；缓 20、h01 h02; hc1 = hc2； ic1 1.0； 重力; 1.0 24、25、26、27、28、29、30、31、因为洞内是无压流，N1N1 线一定低于洞顶。32、 (1) 缓坡； (2)缓流；渠中发生 M2 型水面线33、 (1) (2) 34、 (1) (2) (3) ； 35、36、37、38、39略 40、 (1)；h01 ic 为陡坡；h02 hc ，i

15、2 ic 为缓坡 (2 ) 水跃发生在缓坡 i2 上。 (3)水面线如图41、；因 故为缓坡 故为缓坡水面线如图42、43、急流时，当 时 ，则；水面上升。44、可能，s 很小，H3 很短，因而末端水深 h1 h02 hc 。可能，s 较长，H3 很长，因而末端水深 h02 h hc 。可能 s 相当长，平底渠段发生水跃，水跃后 H2 曲线，末端 h1 =hc 。45、；无低坎时 h2= 46、 47、v2=40/(72.5)=2.28m/s；7-1 i=0.000377 ,v=0.78m/s7-2 n=0.02287-3 Q=16.58m3/s ,v=1.318m/s7-4 h/d=0.93

16、8时 Q/Q1=1.0767-5 h=2.6m,v=1.86m/s U 缓流 ,乙河Fr=1.309 1 急流7-17 (1)hK=0.714m ,(2)hk=0.726m7-18 hK=0.86m ,(2)ik=0.00397-19 ik=0.006287-20 C下=12.42m/s ,C上=-1.58m/s 0,微幅波不能向上游传播,流 态为急流.7-21 Fr=0.241 1,缓流,缓坡7-23 hk=1.0, q=3.13m3/s7-24 h”=0.867m ,lj=1.84m7-25 Ej=29.89KJ/m3 ,Ej/E1=48.7%7-26 h”=0.802m7-33 渠道1为

17、缓坡,渠道2为陡坡7-39 入口断面水深为1.834m,出口断面、水深为1.581m1- 40(1) n=0.0271 , (2)Q=15.7m3/s7-41z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m, z4=187.02m, z5=186.65m77、实验水槽中的水流现象如图所示，且流量不变，若提高或降低尾门，试分析水跃位置向哪边移动，为什么？78、试定性分析下面各种情况下渠道里的水面曲线形式，假设各段渠道均充分长，且流量、糙率、断面形状及尺寸均相同。79、一排水渠上段底坡，下段底坡，排水入下游河道中，已知在排泄一定流量时两段渠道中均匀流水深均大于临界水深，下游河水位很

18、低，试定性分析渠道中的水面曲线。80、一矩形断面渠道，底宽m，底坡，分为充分长的两段，糙率分别为和。当流量时，试判断两段渠道底坡的性质，并定性绘出水面曲线。81、矩形断面渠道，上、下两段宽度相等，底坡，当单宽流量时，正常水深分别为，试绘制水面曲线，并确定水跃发生在哪段渠道中。82、梯形断面明槽，底坡m，边坡系数，糙率，分为底坡不同的三段：。设流量，试分析和计算其水面曲线。83、一梯形断面土质渠道，糙率，底宽，边坡系数，底坡，通过流量。渠中建有一座节制闸，当闸前水深时，计算节制闸上游的水面曲线，确定回水影响范围（本题以水深与正常水深相差不到1cm的断面作为回水末端）。 84、试证明，无摩阻的矩形

19、渠道水面曲线可以表示为。85、某闸的下游为一水平渠道，然后与一断面形状尺寸相同的陡坡长渠连接，（1） 试定性分析水平段长度不同时，渠道中会出现哪些类型的水面曲线？（2） 若渠道断面均为矩形，底宽，糙率，水平段长度长渠底坡，且已知通过的流量，闸下收缩断面水深，试计算水平段和长渠上的水面曲线。86、水流从引水渠经渐变段流入渡槽，糙率均为，流量。引水渠底宽，底坡，渡槽底宽，底坡，断面均为矩形；渐变段长度，宽度沿流动方向按直线收缩，底坡与引水渠相同。试计算渐变段进、出口断面的水深。 ( 1.834m; 1.581m )87、某小河上设有两测站，距离800m，测得水位分别为和（测站1在上游），过水断面面

20、积分别为和，湿周分别为和，若已知流量，试估算该河段的糙率；若已知糙率，试估算流量。 ( 0.0271; 15.7m3/s ) 88、某河纵剖面如图所示，在断面55修坝蓄水后，流量，断面55处的水位，河床糙率，各断面距断面55的距离以及在不同水位下的过水断面面积和水面宽见下表，试计算断面55到断面11的水面曲线。 ( z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m, z4=187.02m, z5=186.65m )要素测站5测站4测站3测站2测站1186187188186187188187188189187188189188189190181001900020000135001420015000181001910020000190002050022000140001450015300830833836687690695988995100011701180119073874375006000105001500024000