第七章明槽恒定流动_水力学 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/20 2:45:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

流速。 (Q=16.58m/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Q/Q1~h/d的关系式(Q1为h/d?1时的流量),并论证当充满度h/d为多大时,Q/Q1达到最大值。 (h/d=0.938时 Q/Q1=1.076 )

352、有一顶盖为拱形的输水隧洞,过水断面为矩形,宽b?3.3m,糙率n?0.017,底坡i?0.001,当流量Q?16m/s时,求水深h,问流速是否超过2.0m/s? (h=2.6m,v=1.86m/s<2m/s )

353、一梯形断面土渠,糙率n?0.0225,边坡系数m?1.5,底坡i?0.0001,流量Q?75m/s,规定流速

3

v?0.8m/s。试确定渠道的底宽和水深。 (b=28.52m ,h0=2.86m )

354、一大型输水渠道为梯形断面,底坡i?1/25000,糙率n?0.015,设计流量Q?500m/s时,正常水深

h0?7.10m。已知某一渠段的边坡系数m?2.0,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

2??2B2?2h4h21?4h4h????断面面积和湿周的表达式。(A=hB, ??1?()?ln??1?????) ?4h?BB2?B3?B???????

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

m?0.75,Q?0.3m3/s,i?0.0004,n?0.013时,求正常水深h0。 (h0=0.815m )

357、已知梯形断面渠道的流量Q?30m/s,糙率n?0.025,边坡系数m?1.5,底坡i?0.0009,试分别根据水力最佳断面条件和A/Am?1.04的实用经济断面条件选择宽深比?,确定正常水深h0和底宽b,并校核流速是否

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满足0.6m/s?v?2.0m/s? ((1)按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;Am=19.05m,v=1.575m/s(2)按

2

A/Am=1.04设计实用经济断面:h=2.053m,b=6.574m,A=19.8m,v=1.514m/s )

2

58、试证明:(1)水力最佳的梯形断面水力半径R?h/2;(2)给定过水断面面积A,边坡系数m?1/3(??60)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m1,m2,试推导其水力最佳条件。

60、矩形渠槽,底宽b?4m,水深h?1.5m,设槽底糙率n1?0.0225,槽壁两边的糙率分别为n2?0.017和

0n3?0.012,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n1?0.0225,中部糙率n2?0.03,上部糙率n3?0.02,各部分相应的湿周长度分别为?1?6.32m,?2?5.37m,?3?3.13m,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JP?0.0003,主槽水深h1?3m,水面宽B1?120m,滩地水深

h2?1.5m,水面宽B2?230m。糙率分别为n1?0.025,n2?0.035。试估算洪水流量。 (742.7m3/s)

363、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:Q?173m/s,v?1.6m/s,B?80m;

m3/s,v?6.86m/s,B?90m。 (2)乙河:Q?1730 (甲:缓流;乙:急流)

364、一梯形断面渠道,底坡宽b?10m,边坡系数m?1.5,流量Q?20m/s,分别对底坡i?0.0005和i?0.3两种情况确定其临界水深。 ((1)0.714m; (2) 0.726m )

365、有一矩形断面渠道,宽度B?6m,糙率n?0.015,流量Q?15m/s,求临界水深hK和临界坡度iK。 ( 0.86m; 0.0039 )

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66、有一梯形断面渠道,底宽b?6m,边坡系数m?2.0,糙率n?0.0225,通过流量Q?12m3/s,求临界坡度

iK。 ( 0.00628 )

67、某一工程施工截流时,龙口近似为矩形断面,宽度b?100m3/s,试计算龙m,水深h?3m,流量Q?2100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b的增加而变化的规律为:b?3.98(?Q2/g)15时,

iK随b的增加而减小;b?3.98(?Q2/g)1/5时,iK随b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 )

'''371、某矩形断面平坡渠道,底宽b?8m,流量Q?16m/s,设跃前水深h?0.6m,求跃后水深h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Q?60m3/s,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D=1.0m的水平无压圆管中发生水跃,已知流量Q=1.0m3/s,跃前水深h为0.4m,求跃后水深h。(0.802m)

?'Q2B?0。 74、试证明与水跃函数的极小值Jmin相应的水深满足条件1?gA3

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75、试证明,在边坡系数为m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

5333?232??(??1)??(??1)(??1)??[(??1)??]??3?2?0

222??14'''其中 ??h/h,??Qb,?? 5/2mh'g1/2mh'

1,K?L(h'?h'')(L为水跃段长度,K为修正系数)

2h''12试推导水跃方程,并证明其跃前、跃后水深满足?1?8W?1,式中1'h2KLsin?3W12?Fr12/[cos??'],Fr12??q2/(gh') ''h?h76、矩形断面斜坡明槽上发生水跃,假设水跃区水体的重量G?

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)??q24、 2v/gA?yA?

;J ( h )=J ( h? ) 23、惯性;重; 惯性;>1.0; 重力; <1.0

c25、 26、 27、

28、 29、 45

30、 31、

o

因为洞内是无压流,N1-N1 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)

c?g(0.01s?2)£ (2) T?20.3(s) 34、 (1) h?2.34m;b?1.94m (2) q3v?9.19m/s (3) h?2.26m;b?4.53m 35、36、、37、38、39略 40、 (1)hc?3?q2/g?1.37m;h01 ic 为陡坡;h02 >hc缓坡 (2 ) 水跃发生在缓坡 i2 上。 (3)水面线如图

41、hc1?1.043m;hc2?0.861m;因h01?1.8m? hc1 故为缓坡 h02?2m?hc2 故为缓坡

水面线如图

42、qd?qa?q

c?qb43、急流时,当 Es1?Es2 时 ,则h1?h2;h1?h2?a水面上升。

44、

46

i2