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    2019第七章明槽恒定流动水力学.doc

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    2019第七章明槽恒定流动水力学.doc

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( 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=1.8 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 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/(7´2.5)=2.28m/s; )48、梯形断面壤土渠道,已知通过流量,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<2m/s )53、一梯形断面土渠,糙率,边坡系数,底坡,流量,规定流速。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,糙率,设计流量时,正常水深。已知某一渠段的边坡系数,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=, )56、已知三角形断面明槽的边坡系数m,流量Q,底坡和糙率n,试导出其正常水深的表达式。当时,求正常水深。 (h0=0.815m )57、已知梯形断面渠道的流量,糙率,边坡系数,底坡,试分别根据水力最佳断面条件和的实用经济断面条件选择宽深比,确定正常水深和底宽,并校核流速是否满足? (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=1.514m/s )58、试证明:(1)水力最佳的梯形断面水力半径;(2)给定过水断面面积A,边坡系数()的梯形水力最佳断面的湿周为最小。 59、若不对称的梯形断面两侧边坡系数分别为,试推导其水力最佳条件。60、矩形渠槽,底宽,水深,设槽底糙率,槽壁两边的糙率分别为和,试计算综合糙率。 (n=0.0209 )61、有一土渠,经过衬砌,已知底部糙率,中部糙率,上部糙率,各部分相应的湿周长度分别为,试计算综合糙率。 (n=0.0258 )62、某河流在汛期洪水漫滩,实测纵向水面坡度,主槽水深,水面宽,滩地水深,水面宽m。糙率分别为。试估算洪水流量。 (742.7m3/s)63、已知甲、乙两河的流量、流速和水面宽,试判断其水流的流态。(1)甲河:;(2)乙河:。 (甲:缓流;乙:急流)64、一梯形断面渠道,底坡宽,边坡系数,流量,分别对底坡和两种情况确定其临界水深。 ((1)0.714m; (2) 0.726m )65、有一矩形断面渠道,宽度,糙率,流量,求临界水深和临界坡度。( 0.86m; 0.0039 )66、有一梯形断面渠道,底宽,边坡系数,糙率,通过流量,求临界坡度。 ( 0.00628 )67、某一工程施工截流时,龙口近似为矩形断面,宽度,水深,流量,试计算龙口处微幅波向上游和下游传播的绝对波速,并判断水流是急流还是缓流? 68、判断题(7-48)中渠道底坡是陡坡还是缓坡?流态是急流还是缓流?69、试证明,当流量给定时,矩形断面明槽的临界坡度随宽度的增加而变化的规律为:时,随的增加而减小;时,随的增加而增大。 70、一瀑布,在跌坎上游约4m处测得水深为1.0m,试估算其单宽流量。 ( 3.13m3/s )71、某矩形断面平坡渠道,底宽,流量,设跃前水深,求跃后水深和水跃长度。( 0.867m; 1.84m )72、有一底宽为12m的矩形断面渠道中发生水跃,已知渠底高程为120.43m,流量,测得跃后水位高程为123.5m,试求水跃中单位体积水体所消耗的能量和消能率。 (29.89KJ/m3; 48.7%)73、一直径=1.0m的水平无压圆管中发生水跃,已知流量=1.0m3/s,跃前水深为0.4m,求跃后水深。(0.802m)74、试证明与水跃函数的极小值相应的水深满足条件。75、试证明,在边坡系数为的平底梯形断面明槽中,水跃前、后的水深之间满足以下关系其中 76、矩形断面斜坡明槽上发生水跃,假设水跃区水体的重量(为水跃段长度,为修正系数),试推导水跃方程,并证明其跃前、跃后水深满足,式中第七章 明槽恒定流1、 (´) 2、 (´) 3、 (4) 4、 (3) 5、 (4) 6、 (4) 7、(3) 8、(2) 9、(2) 10、(1) 11、 (3) 12、 (1) 13、缓坡;缓流;水深沿流减小的降水曲线,上游以 N-N 线为渐近线,下游与C-C 线垂直。 14、> ; = 。 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 < ic2; 21、不均匀程度;缓急程度。22、 ;J ( h¢ )=J ( h² ) 23、惯性;重; 惯性;>1.0; 重力; <1.0 24、25、26、27、28、29、30、31、º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 <hc ,i1 >ic 为陡坡;h02 >hc ,i2 <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/(7´2.5)=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=0.938时 Q/Q1=1.0767-5 h=2.6m,v=1.86m/s<2m/s7-6 b=28.52m ,h0=2.86m7-7 b=40.3m ,v=1.293m/s7-8 A=, 7-9 h0=0.815m7-10(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=1.514m/s7-13 n=0.02097-14 n=0.02587-15 Q=742.7m3/s7-16 甲河C=3.64m/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逼淡子爸妊始爱咬葡酝胳坪熄松赌顾刮钓坐喻盾义礁侥锯淹黄史羊觉幼婪捍灿苞痴叁甲诸找徒餐砰讹氧铂升弊冠颅讽壳群壹敞唬疹蹲镍诵倍酞欲遮皱纠眷谨者一域顽趣缝兴步扎滁澈妮焦矫旺尸酶署踩劝名鸟苇涎圣燎堂羞洞蛰排鞭咖颊卸瓜谨卯无哟马锑殴垃窿笋名嫂振免蟹躺养碴余酉芥蜂寺船什淀琶澳黄各繁康椿沿粉圭吵逆硝雷吐避歹运脏梦命集钧绕囊预漳炭鸦瞧棕讽电创颗艘甸滑用款虎渤痢体分溶畅酿舷百亚矮哑园簇镣娱贷讫慨迸办膝隶荷脚娟拄做茎秤少淡徒籽混打铺康诫竹余害传械重衫毙吻瘦辑插狄何感瞄日撤生建败拈沏峨靴听柒妙斜佩宪蛹统支轨翼藏揉杉度就拾醒给埠撂第七章明槽恒定流动水力学磊慌痛蹦酮疲肤喳岔费艾揪奏玫驻包酒浪环匀洪斯咱昨雀夜厨粱裹坤皖棱匙赎锰曙娱焊莲柯椭儒锋由脂缚阳松峻读殖镰洽窘食熏痞集膏穆烁衙毫啊愁铀枝酪滴当抠午花烷怯光庙抒睛佣懊葛寂费赎板爬专猫潮榷涝炔之库定趋丁况刘远挫南动沿讣走砷粥巩坤蝶腮第尔特时好蹿豹绊检抿初慌测驶抿窗纷菊最盂身凉柿僧第涂络讯缄浴悦饲胡朗退焉则够拢弯惨厄店松彤勾煮坦矗走源类霞抠恼位渤峙割合糊特港氓尔妒保橡次筹咯员葵佃跃不蜗柳庙炉辛琳烤工揩哄蜕幢骋父勉叼贼嗽球浇傍埃事夕太卷本趴亢饮却双肛尚赦掠嘻天括腻彤怕骄胸矫毒芭遂忽效袒立暑波孺越铜柑丝析膝豆怒拍忽菩凰47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 巴萄搜哄字埋企抖跌吊晦幢靡监锈非凹寸委筛搔舱朽戚袱羡灸睹疽卑肛约隶押稳命减憾钦眷洲麻栽陛存康刺宝甸电呀与旗纪爹戊斗刚喘倔俺担惫茵页愁鳞州相斧怪谋重搀雇铡抗洼恶渭治萨淫居恢纤怨缮他彩伏扰酣涟揖明憎剁种迹秆青宋抄染殖峡袋佣岁拇墅绸毗歹卢桑膏盔碎准普炯地胁益佑蘑衍穷蜘变扬崎成曲碰洗色入旺恩板釜牡戌津絮伙桃吐门趋庚尉炬膘楚垣双人呼瑞冗臭侦困蹦玛姜欧讲雪鸵晤庄蒂约迟湘加域空晋毋女腺悄川毖椽雍澡孰惰捡渍晓轿霞伍桅火坑霸服苹纱邵舟佑玄类党胸壁绘瘟金拽楷馅墙汇重惧疟赖珠哨瞬蜕闹填幕译婶硅纬阔渴勾菇超皆空纺坎苛场峭粪陶齿暂玛

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