明渠水流有哪三種流態(tài).doc

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1、思考題6.1明渠水流有哪三種流態(tài)，是如何定義的，判別標(biāo)準(zhǔn)是什么？6.2急流、緩流、臨界流各有哪些特點(diǎn)？6.3弗勞德數(shù)的物理意義是什么？為什么可以用它來(lái)判別明渠水流的流態(tài)？6.4什么叫斷面比能？它與斷面單位重量液體的總能量E有何區(qū)別？6.5何謂斷面比能曲線？比能曲線有哪些特征？6.6若渠道斷面形狀，尺寸一定，只使得流量比原來(lái)的流量增大為(即)，試在同一圖上繪出比能曲線，比較哪一個(gè)的臨界水深大；如果只增大底坡，又怎樣變化？6.7陡坡、緩坡、臨界坡是怎樣定義的？如何判別渠道坡度的陡緩？6.8緩坡渠道只能產(chǎn)生緩流，陡坡渠道只能產(chǎn)生急流，對(duì)嗎？緩流或急流為均勻流時(shí)，只能分別在緩坡或陡坡上發(fā)生

2、，對(duì)嗎？習(xí)題6.1一矩形斷面渠道為3m,為4.8m3/s,為0.022,為0.0005。試求：(1)水流作均勻流時(shí)微波波速；(2)水流作均勻流時(shí)的弗勞德數(shù)；(3)從不同角度判別明渠水流流態(tài)。6.2一梯形斷面渠道,為8m,為1,為0.014,為0.0015；當(dāng)流量分別為=8m3/s,=16m3/s時(shí)。求：(1)用試算法計(jì)算流量為時(shí)臨界水深；(2)用圖解法計(jì)算流量為時(shí)臨界水深；(3)流量為及時(shí)，判別明渠水流作均勻流的流態(tài)。6.3有一無(wú)壓圓管，管徑為4m，流量為15.3m3/s時(shí)，均勻流水深為3.25m。試求：(1)臨界水深；(2)臨界流速；(3)微波波速；(4)判別均勻流時(shí)流態(tài)。6.4

3、證明：當(dāng)斷面比能以及渠道斷面形式、尺寸（,）一定時(shí)，最大流量相應(yīng)的水深是臨界水深。6.5一矩形渠道為5m,為0.015,為0.003；試計(jì)算該明渠在通過(guò)流量=10m3/s時(shí)的臨界底坡，并判別渠道是緩坡或陡坡。6.6試分析并定性繪出圖中三種底坡變化情況時(shí)，上下游渠道水面線的形式。已知上下游渠道斷面形狀、尺寸及粗糙系數(shù)均相同并為長(zhǎng)直棱柱體明渠。6.7上、下游斷面形狀尺寸與粗糙系數(shù)均相同的直線渠道，上游為平底，下游為陡坡。在平底渠段設(shè)有平板閘門(mén)，已知閘孔開(kāi)度e小于臨界水深，閘門(mén)至底坡轉(zhuǎn)折處的距離為L(zhǎng)，試問(wèn)當(dāng)L的大小變化時(shí)，閘門(mén)下游渠中水面線可能會(huì)出現(xiàn)哪些形式？6.8如圖所示三段底坡不等的

4、直線明渠，各段渠道斷面形狀、尺寸及粗糙系數(shù)均相同,上、下渠道可視為無(wú)限長(zhǎng)，中間段渠道長(zhǎng)度為，試分析當(dāng)中段渠道長(zhǎng)度變化時(shí)渠中水面線可能出現(xiàn)哪些形式？6.9有一梯形斷面渠道，底寬為6m，邊坡系數(shù)為2,底坡為0.0016，為0.025，當(dāng)通過(guò)流量為10m3/s時(shí)，渠道末端水深為1.5m。計(jì)算并繪制水面曲線。6.10有一長(zhǎng)直的棱柱體渠道，設(shè)有兩平板閘門(mén)。當(dāng)通過(guò)某一流量時(shí)渠中正常水深為、臨界水深，各閘門(mén)的開(kāi)度如圖所示，試?yán)L出各段渠道水面曲線的形式。6.11一矩形斷面明渠，為8rn,為0.025,為0.00075，當(dāng)通過(guò)流量為50m3/s時(shí)，已知渠末斷面水深為5.5m,試問(wèn)上游水深為4.2m的

5、斷面距渠末斷面的距離為多少？6.12在矩形平底渠道上,裝有控制閘門(mén)，閘孔通過(guò)流量為12.7m3/s，收縮斷面水深為0.5m，渠寬為3.5m,為0.012，平底渠道后面接一陡坡渠道，若要求坡度轉(zhuǎn)折處水深為臨界水深，試問(wèn)收縮斷面至坡度轉(zhuǎn)折處之間的距離為多少？6.13平底矩形渠道后，緊接一直線收縮的變寬陡槽，斷面仍為矩形，進(jìn)口寬度與上游渠道相等,為8m，出口寬度為4rn，陡槽底坡為0.06,為0.016，槽長(zhǎng)為100m。試?yán)L出陡槽中通過(guò)設(shè)計(jì)流量40m3/s時(shí)的水面線。6.14如圖所示矩形渠道設(shè)置一潛坎，試證明緩流通過(guò)潛坎時(shí)，水面要下降，而急流通過(guò)潛坎時(shí)，水面要上升（不計(jì)損失）。6.15試

6、定性分析下列流量和糙率一定的長(zhǎng)直棱柱體渠道中可能產(chǎn)生的水面曲線形式。6.16在各段都長(zhǎng)而直的棱住體渠道中，已知流量,糙率均為一定，試定性繪出下列各渠道中的水面曲線