大学课件-水力学题库-第七章明槽恒定流动

37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=0.6m(相应的跃后水深hc0=3.5m),临界水深hc=1.6m，下游河道水深t=1.4m,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i1i2,则其均匀流水深h01和h02的关系为()(1)h01h02(2)h01h02(3)h01=h02(4)无法确定9、有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同，但底宽b1b2,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n1n2，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=4m，h01=1m(2)b2=2m，h02=2m(3)b3=2.83m，h03=1.414m(4)b4=2.67m，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)Fr1.0(2)Fr1.0(3)Fr=1.0(4)不定13、M2型水面曲线发生在____坡上，其水流属于_____流。曲线的特征是___________________________________________________________。14、两条棱柱形明渠的断面形状、尺寸、底坡和通过的流量均相同，但糙率不同(n1n2)。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(n1n2)。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dh/ds=(i-J)/(1-Fr2)表示水深h沿程变化规律，其分子反映水流的___________________，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)3825、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，n1n3n2。三段渠道底坡相等(iic)。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；d:消能池池深。3932、一宽度b=1.0m的矩形断面棱柱形渠道，通过流量qv=3.13m3/s时，正常水深h0=1.5m。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=1.25m，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s=100m两个断面测得水深分别为h1=2m及h2=3m。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,糙率n=0.027，过水断面面积A＝10m2。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)/(2/110/910/120/9rgnqiF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。4040、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=3m。当通过流量qv=15m3/s时，已知i1和i2渠段的正常水深分别为h01=0.7m，h02=2m。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=3m，正常水深h01=1.8m，下游渠宽b2=4m，正常水深h02=2m，渐变段底坡i=0，上游端断面A处水深h=1.94m;渠中流量qv=10m3/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。(bcadqqqq)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hha12。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。4145、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=6m2/s。跃前水深h1=0.5m，水流作用在单宽低坎上的总压力2/)(21ghR。取动量校正系数为1。(1)求跃后水深h2；(m55.3h2；无低坎时h2=m59.3)(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=0.2m，h2=0.6m，求通过渠道的流量qv。[梯形断面形心的深度hc=)(6/)23(mhbbhbh](/sm849.0q3v)47、某矩形断面平底渠道，底宽b=7m，通过流量qv=40m3/s。若渠中发生水跃时，跃前水深h1=0.8m。求该水跃的水头损失。(v2=40/(72.5)=2.28m/s；m64.0E)48、梯形断面壤土渠道，已知通过流量s/m5.10Q3，底宽m9.8b，边坡系数5.1m，正常水深m25.1h0，糙率025.0n，求底坡i和流速v。(i=0.000377,v=0.78m/s)49、有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽m2.2b，边坡系数5.1m，实测流量s/m11.8Q3时，均匀流水深m2h0，在1800m长的顺直渠段水面落差m5.0h，求渠道的糙率n。(n=0.0228)50、一石渠的边坡系数1.0m，糙率020.0n，底宽m3.4b，水深m75.2h，底坡2000/1i，求流量和42流速。(Q=16.58m3/s,v=1.318m/s)51、直径为d的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出d/h~Q/Q1的关系式（1Q为1d/h时的流量），并论证当充满度d/h为多大时，1Q/Q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m3.3b，糙率017.0n，底坡001.0i，当流量s/m16Q3时，求水深h，问流速是否超过2.0s/m？(h=2.6m,v=1.86m/s2m/s)53、一梯形断面土渠，糙率0225.0n，边坡系数5.1m，底坡0001.0i，流量s/m75Q3，规定流速s/m8.0v。试确定渠道的底宽和水深。(b=28.52m,h0=2.86m)54、一大型输水渠道为梯形断面，底坡25000/1i，糙率015.0n，设计流量s/m500Q3时，正常水深m10.7h0。已知某一渠段的边坡系数0.2m，请设计该渠道的底宽，并计算相应的流速。(b=40.3m,v=1.293m/s)55、采用机械化方法开挖大型土质渠道或河道时，过水断面常呈抛物线形。若已知水深h和水面宽B，试推导过水断面面积和湿周的表达式。(A=hB32,222414ln21)4(124BhBhBhBhhB)56、已知三角形断面明槽的边坡系数m，流量Q，底坡i和糙率n，试导出其正常水深的表达式。当013.0,0004.0,/3.0,75.03nismQm时，求正常水深0h。(h0=0.815m)57、已知梯形断面渠道的流量s/m30Q3，糙率025.0n，边坡系数5.1m，底坡0009.0i，试分别根据水力最佳断面条件和04.1A/Am的实用经济断面条件选择宽深比，确定正常水深0h和底宽b，并校核流速是否43满足s/m0.2vs/m6.0？((1)按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;Am=19.05m2,v=1.575m/s(2)按A/Am=1.04设计实用经济断面:h=2.053m,b=6.574m,A=19.8m2,v=1.51