6 课堂测试-第六章 明渠恒定流
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项目四自我测验1、明渠水流有什么特点?什么叫渠道允许流速?解:1.具有自由表面,自由表面上个点压强均等于大气压强(相对压强为零),在重力作用下流动。
2.渠道允许流速包括:不冲允许流速V 不冲和不淤允许流速V 不淤。
不允许流速V 不冲:渠道免遭冲刷破坏的最大限制流速。
不淤允许流速V 不淤:保证渠中水流所挟的泥沙不淤积的最小流速。
3、写出明渠恒定均匀流公式,并解释式中各项的意义。
解:明渠恒定均匀流公式:=Q 其中161C Rn=,A R c=.Q 为设计流量3m s ;R 为水力半径m ;A 为过水断面面积2m ;c 为湿周m ;C 为谢才系数;n 为粗糙系数;i 为底坡.3、一梯形混凝土渠道,按均匀流设计。
现已知通过的流量s m Q 335=,底宽m b 8=,边坡系数5.1=m ,粗糙系数0125.0=n ,底坡0012.0=i 。
试求保证超高m h 3.0=∆时渠堤的高度。
解:由0.611 3.053a m == , 2 2.6672b a m==对于梯形过水断面,根据过水断面面积、湿周的关系可得到如下:02h a =-代入相关数据,可知:0 2.667h =-设1 2.0h m =代入上式得:2 1.356h m=重复上述过程:31.283h m =,4 1.274h m =,5 1.272h m =,6 1.273h m =,有上述一系列数据可知:0 1.274h m=又由超高:0.3h m∆=可知:0 1.573h h h m =+∆= ,即渠堤高度为1.573m4、一梯形土质灌溉渠道,按均匀流设计。
根据渠道等级、土质情况确定渠道的底坡001.0=i ,边坡系数5.1=m ,粗糙系数025.0=n ,渠道设计流量s m Q 32.4=,并选定水深m h 1=。
试设计渠道的底宽b 。
解:因其是梯形土质灌溉渠道,可知:A bhb==2 3.606b bc =+=+那么: 3.606A b R b c ==+又由:1616140()3.606b C R n b ==+由公式:Q =,代入相关数据可知:11624.2400.0323.606 3.606b b b b b ����=�������++���� 解方程可知:()2535.32 3.606b b +=ᄡ通过试算和四舍五入,可知: 4.8bm= 即:设计的渠道底宽4.8m5、在坚固的黄土中开挖梯形断面的渠道。
习学h 假设一系列的水深,列表计算,成果见下表:w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网Bw w w .a i d a a n 爱答案学习资源网6-10 有一长直的棱柱体渠道,设有两平板闸门。
当通过某一流量时渠中正常水深为h0、临界水深hK ,各闸门的开度如图所示。
试绘出各段渠道水面曲线的形式。
w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网解:w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网(三)绘水面曲线图w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网6-12 在矩形平底渠道上,装有控制闸门,闸孔通过流量为12.7m 3/s ,收缩断面水深h C 为0.5m ,渠宽b 为3.5m ,n 为0.012,平底渠道后面接一陡坡渠道,若要求坡度转折处水深为临界水深h K ,试问收缩断面至坡度转折处之间的距离为多少?w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网1234512341.37,0.83,0.830.91, 1.07525k h h m h m h m h m h mS S S S m======Δ=Δ=Δ=Δ=附注:若分为四段计算,则水深分别为:分段长w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网6.14 如图所示矩形渠道设置一潜坎,试证明缓流通过潜坎时,水面要下降,而急流通过潜坎时,水面要上升(不计损失)。
w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网121212,s s s E E E h h z z ><<当水流为急流时,断面比能随水深的增加而减小,即,必有同理可证w w w .a i d a a n .c n 爱答案学习资源网。
XX恒定均匀流、判断题1•矩形断面水力最佳断面的宽深比3=2。
()2•水力最佳断面是指渠道壁面光滑,水流顺畅的断面。
()3.xxxx均匀流一定是恒定流。
()4•棱柱体渠道内都可以形成均匀流。
()5•由于明渠底坡i可以大于、等于、小于零,而明渠均匀流的水力坡度J二i, 所以明渠均匀流的水力坡度J也可以大于、等于、小于零。
()6.明渠均匀流一定在恒定流中才能产生。
()7.逆坡渠道也可以产生均匀流。
()8•弯曲的正坡明渠中也可以产生均匀流。
()9•明渠均匀流是重力沿流向的分力和阻力相平衡的流动。
()10.水力最佳断面是指过水断面面积一定时通过流量最大的断面。
()11.当矩形的水力半径等于水深时,该矩形断面即为水力最佳断面。
()12.横断面形状及尺寸沿流向不变的明渠称为棱柱体明渠。
()二、选择题1.一梯形断面渠道,底宽b=2m,边坡系数m=1.0,明渠中的水深h=0.5m贝卩湿周、水力半径R分别为()A、3.414,0.366B、3.5,0.30C、3.414,0.30D、3.5,0.3662.xx 均匀流是指()A、速度方向不变,大小可以沿流向改变的流动B、运动要素不随时间变化的流动C、断面流速均匀分布的流动D、流速大小方向沿流向不变的流动3•在xx中不可以发生的流动是()A、恒定均匀流;B、恒定非均匀流;C、非恒定均匀流;D、非恒定非均匀流。
4.明渠水力最佳断面(在Q、i、n 一定的条件下)是()A、缓流过渡到急流是的断面B、过水断面面积最小的断面C、F r=1的断面D、湿xx最大的断面5•矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比 B等于()A、1B、2C、3D、46.水力最佳断面是()A、湿xx —定,面积最大的断面B、面积一定,湿xx最小的断面C、最低造价的断面D、最小糙率的断面7.梯形断面底宽4.14米,水深5 米,最佳水力断面边坡系数为()A、1.5B、2.0C、1.0D、3.5三、简答题1.简述明渠均匀流的特性和形成条件,从能量观点分析明渠均匀流为什么只能发生在正坡长渠道中?2.什么是正常水深?它的大小与哪些因素有关?3•什么是水力最佳断面?矩形断面渠道水力最佳断面的底宽b和水深h是什么关系?4 .什么是允许流速?为什么在明渠均匀流水力计算中要进行允许流速的校核?5.从明渠均匀流公式导出糙率的表达式,并说明如何测定渠道的糙率。
第六章明渠恒定流
一、判断题
1 在正坡非棱柱渠道内可以形成明渠均匀流。
(× )
2 陡坡上出现均匀流必为均匀急流,缓坡上出现均匀流必为均匀缓流。
(√ )
3 均匀流一定是恒定流,急变流一定是非恒定流。
(× )
4 矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。
(√ )
5 缓坡上可能发生急流。
(√ )
6. 缓流过渡到急流,可产生水跃现象。
(× )
7 在正坡明渠上,有可能产生均匀流。
(√ )
8 在恒定流中流线一定互相平行。
(× )
9 在i < i c的棱柱形明渠中发生非均匀流时,不可能是急流。
(× )
10 明渠水流中,底坡i = i c(临界底坡),则水深h = h c(临界水深)。
这个判别式只适用
于明渠均匀流。
(√ )
11 明渠的临界水深与底坡无关。
(√ )
12 临界底坡上的非均匀流必定为临界流。
(× )
13 缓流时断面单位能量随水深的增大而增加,急流时断面单位能量随水深的增大而减小。
(√ )
14 均匀缓流只能在缓坡上发生,均匀急流只能在陡坡上发生。
(√ )
15 临界水深随流量、糙率的增大而增大,随底坡增大而减小。
(× )
16 临界底坡是明渠中发生临界流时相应的底坡。
(× )
17 断面单位能量随水深变化的规律取决于断面上临界水深的大小。
(× )
18 明渠正常水深h0与明渠底坡i无关。
(× )
19 平坡渠道中不可能发生均匀流。
(√ )
20 明渠的12种水面线中,凡M
1、S1、C1型和M3、S3、C3型曲线一定是壅水曲线,M
2、
S
2、C2型曲线一定是降水曲线。
(√ )
二、单选题
1 棱柱体缓坡明渠中的水面曲线可能有( B )种。
A 2
B 3
C 4
D 12
2 对于梯形断面的水力最佳断面,( A )。
A 边坡系数m确定,则水力最佳宽深比唯一确定
B 底宽b确定,则水力最佳宽深比唯一确定
C 水深h确定,则水力最佳宽深比唯一确定
D 以上答案都不对
3. 明渠均匀流的流量模数是( A )。
A 底坡为1时的流量
B 流程为1时的流量
C 反映了底坡对流量的影响
D 以上答案都不对
4 下列哪一项不属于明渠均匀流的特性( D )。
A 动能修正系数沿程不变
B 过水断面实际流速分布沿程不变
C 单位动能沿程不变
D 用于克服阻力做功的能量是单位压能
5 棱柱体渠道中临界水深与下列哪项无关( C )。
A 流量
B 单宽流量
C 底坡
D 过水断面的尺寸
6 在小底坡棱柱体长直明渠中,当通过流量一定时,( B )不会随着底坡的改变而变化。
A 正常水深
B 临界水深
C 实际水深
D 实际流速
7 水力最佳断面是( B )。
A 湿周一定,面积最小的断面
B 面积一定,湿周最小的断面
C 最低造价的断面
D 最小糙率的断面
8 陡坡渠道上如发生非均匀流( C )。
A 一定是急流
B 一定是缓流
C 可以是缓流或急流
D 一定是渐变流
9 在棱柱形渠道中,当水流为急流时,断面单位能量( D )。
A 必沿程减小
B 随水深增大而增大
C 沿程不变
D 随水深增大而减小
10 明渠中发生M3、S3、H3、A3 型水面曲线时,其弗劳德数F r( C )。
A 小于1
B 等于1
C 大于1
D 无法确定。