流体力学习题6

第六章 明渠流动

复习思考题

1．同有压管流相比较，明渠流动有哪些特点？ 2．明渠均匀流的形成条件和特征是什么？

3．明渠均匀流的水深（正常水深）与哪些因素有关？

4．两渠道的流量相同，若下列参数不同（其它参数均相同）：（1）粗糙系数n1n2;(2)底坡

i1i2，比较两渠道的正常水深h0和临界水深hc。

5．怎样从运动学的角度区分缓流与急流？有哪些判别方法？

6．缓流和急流同层流和紊流、渐变流和急变流在概念上有何区别？

7．明渠水流从急流过渡到缓流或从缓流过渡到急流，发生什么局部水力现象？ 8．缓流、急流和临界流是否一定和缓坡、急坡、临界坡渠道相对应？在什么条件下相对应？ 9．各种底坡的渠道，N-N线（正常水深线）和c-c线（临界水深线）的相对位置如何？ 10．怎样定性分析水面曲线的变化？ 选择题

6-1明渠均匀流可能发生在： （a）平坡棱柱形渠道 （b）顺坡棱柱形渠道 （c）逆坡棱柱形渠道 （d）都有可能

6-2水力最优断面是： （a）造价最低的渠道断面

（b）壁面粗糙系数最小的断面

（c）对一定的流量具有最大断面积的断面 （d）对一定的面积具有最小断湿周的断面 6-3水力最优矩形断面，宽深比是 （a）0.5 （b）1.0 （c）2 （d）4

6-4明渠流动为急流时 （a）Fr>1 （b）h>hc （c）v

de>0 dh6-5明渠流动为缓流时 （a）Fr<1

（b）hvc （d）

de<0 dh6-6明渠水流由急流过渡到缓流时发生 （a）水跃 （b）水跌

（c）连续过渡 （d）都有可能

6-7在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将 （a）增大 （b）减小 （c）不变

（d）以上都有可能

6-8在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将 （a）增大 （b）减小 （c）不变

（d）以上都有可能 计算题

6-9梯形断面土渠，底宽b=3m，边坡系数m=2，水深h=1.2m，底坡i=0.0002，渠道收到中等养护，试求通过的流量。

6-10修建混凝土砌面（较粗糙）的矩形渠道，要求通过流量Q=9.7m3/s，底坡i=0.001，试按水力最优断面条件设计断面尺寸。

6-11修建梯形断面渠道，要求通过流量Q=1m3/s，渠道边坡系数m=1.0，底坡i=0.0022，粗糙系数n=0.03，试按最大允许流速（不冲流速）[v]max=0.8m/s设计断面尺寸。

6-12已知一钢筋混凝土圆形排水管，污水流量Q=0.2m3/s，底坡i=0.005，粗糙系数n=0.014，试决定此管道的直径。

6-13钢筋混凝土圆形排水管，已知直径d=1.0m，粗糙系数n=0.014，底坡i=0.002，试确定该排水管道的过流量。

6-14一矩形渠道，断面宽度b=5m，通过流量Q=17.25m3/s，求此渠道水流的临界水深 6-15有一梯形土渠，底宽b=12m，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.025，通过流量Q=18m3/s，求临界水深及临界坡度。

6-16在矩形断面平坡渠道中发生水跃，已知跃前断面的Fr=3，问跃后水深h??是跃前水深

h?的几倍？

6-17试分析下列棱柱形渠道中水面曲线连接的可能形式。

6-18有棱柱形渠道，各渠段足够长，其中底坡i1

6-19用矩形断面长直渠道向低处排水，末端为跌坎，已知渠道底宽b=1m，底坡i=0.0004，正常水深h0=0.5m，粗糙系数n=0.014。试求。 （1）渠道中的流量；

（2）渠道末端出口断面的水深； （3）绘出渠道中水面曲线示意。

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