2016电大流体力学形成性考核册(答案1.2.3.4) 下载本文

1.实用断面堰常常设计成真空堰,其目的是( B ) (a)减小水流对坝面的冲刷 (b)提高过流能力 (c)减小空化空蚀 (d)节省建筑材料 2、小桥过流与( C )具有相同的水力特征。

(a)薄壁堰流 (b)宽顶堰流 (c)实用断面堰流 (d)闸孔出流 3. 宽顶堰形成淹没出流的充分条件是 ( D )

(a)hs?0 (b) hs?0 (c) hs?0.8H0 (d) hs?1.0H0 4.下述堰的分类哪个正确( A )

(a)?/H >0.67 薄壁堰 (b) 0.67<δ/H <10.0 宽顶堰 (c) 0.67<δ/H <2.5 实用断面堰 (d) ?/H >2.5 薄壁堰 二、

判断题

1、 只要宽顶堰下游水深超过堰顶,就为淹没出流。( 正确 )

?与宽顶堰的淹没出流条件hs?0.8H0不同。2、 小桥过流的淹没出流条件ht?1.3hk(正确)

3、 对于闸孔出流,当闸门开度e与上游水深H之比eH?0.75时,闸孔出流转化为堰流。(正

确 )

4、对于薄壁堰,在堰宽b、堰高P和堰上水头H相同的情况下,完全堰的过流能力比侧收堰的过流能力大。(正确 ) 三、

简答题

1. 简述堰的三种类型及其共同的水力特征。 答: 堰分为三种类型: (1) 薄壁堰---判别标准 ?H?0.67

H?2.5

(2) 实用断面堰---判别标准 0.67?? (3) 宽顶堰---判别标准 2.5??H?10

共同的水力特征为上游水位壅高过堰时水面跌落。 2. 堰流基本公式中m,?,?等系数与哪些因素有关。 答: 流量系数m与行近流速的大小、表面张力有关。 侧收缩系数与堰宽与渠宽的比值(b/B)有关。 3. 宽顶堰淹没出流形成的充分必要条件是什么?

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答: 必要条件hs?0,充要条件是hs>0.8H0。 四、

计算题

1、 一圆角进口无侧收缩宽顶堰,堰高P1=2.5m,P2=2.0m,堰上水头为0.40m,通过的流量为4m/s,求宽顶堰的宽度。在不产生淹没出流的情况下,下游水深最大为多少? 解:(1) 通过计算(P1/H)的值,选取流量系数公式,计算流量系数。 (2)求宽顶堰的宽度: b?5.95m

(3)不产生淹没出流,下游水深ht?2.32m。

2、 有一河道,用碎石单层铺砌加固河床,通过的流量Q?20m/s,允许流速v??3.5m/s,桥

3

3

下游水深ht?1.3m, 若??0.90,??0.90,??1.0,允许桥前壅水深度H??2.00m。 设计小桥孔径b。

解: (1)求桥下临界水深hK,判别是自由出流,还是淹没出流。(自由出流) (2)计算桥孔初始值: 取 (B =6.0m )

(3)复算求桥下临界水深hK,判别是自由出流,还是淹没出流。(仍为自由出流) (4)计算桥前壅水深度 H =1.81m

选择题

'''1. 渗流雷诺数可定义为( A ) A. Re?vd10? B. Re?vd30? C. Re?vd60?

2. 土壤的渗透系数与以下( B )无关。

A. 流体的种类 B. 流体的温度 C. 土壤的性质 D. 大气压强 3. 当不透水层底坡i?0,为( A )渗流。 A. 顺坡 B. 逆坡 C. 平坡 4. 完全井为( D )。

A. 井深直达不透水层的潜水井; B.井深未达到不透水层的潜水井; C. 井深直达不透水层的承压井 ; D.井深未达到不透水层的承压井。

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二、 1. 2. 3. 4. 三、 1.

判断题

在渐变渗流中水力坡度线和浸润线重合。( 正确 )

渗流模型中渗流流速与实际空隙中的平均流速是相等的。( 错误 ) 在无压渗流中,重力水的自由表面称为浸润线。( 错误 )

达西定律是渗流中最基本的定律,它适用于所有的渗流。( 正确 ) 简答题

渗流模型是如何建立的,为什么可以如此建立?

答: 把包括土颗粒组成的骨架在内的整个空间看做渗流流场,认为流体在该流场作连续 流动, 用虚拟的流速代替实际流速,称为渗流模型。

因为土壤颗粒组成的通道相当复杂,渗流运动要素不便于统计、量测,引入渗流模型概念,即把整个渗流流场看成流体的连续流动,可借用管流、明渠流建立的的概念。 2.

达西定律与裘皮幼公式的区别和联系。

答: 渗流达西定律表示为:v?kJ,而裘皮幼公式可表示为: u?v?kJ,裘皮幼

公式表明渐变渗流中平均流速与点流速是相等的,即渗流的过流断面流速分布为矩形。 渗流达西定律与裘皮幼公式都适用于渗流层流。 四、 1.

计算题

一渠道位于河道的上方(参考图9-6),渠道和河道之间有透水层,相距=200m,渠道

2右岸水深3.0m,河道左岸水深为4.0m,土层渗透系数=0.001cm/s,不透水层底坡=0.003,按平面渗流处理,求单宽渠长的渗流量并绘制浸润线。 解:参考例题9.1

答案:单宽渗流量q?0.33l/s?330cm/s. 绘制浸润线(略) 2.

如图所示为基坑排水,设4个普通完全井,圆形分布,圆的半径为30m,井径相同为

20.2m,含水层厚H=10m,渗透系数=0.02cm/s,椐工程需要,基坑内中心水位降深S>3m,假设各井抽水量相同,求总的抽水量。

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解: 此题为井群的水力计算,可直接用公式求解。 答案:Q?0.0984 m/s。 第10章 一、选择题

1.重力相似模型中, 流速比尺等于几何比尺的( C )次方 。 A. 2 B. 1.5 C. 1 D. 0.5

2. 重力相似模型中, 流量比尺等于几何比尺的( A )次方 。 A. 2.5 B. 2 C. 1.5 D. 1

3. 重力相似模型中, 时间比尺等于几何比尺的( D )次方 。 A. 2 B. 1.5 C. 1 D. 0.5 二、判断题

1. 凡是正确反映客观规律的物理方程式,必然是一个齐次量纲式。(正确 ) 2. 力学相似的必要条件是几何相似,运动相似,动力相似。( 正确 ) 三、简答题 1.

为什么在阻力平方区,雷诺准则自动满足?

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答: 从理论上讲,如同沿程损失一样,在阻力平方区,沿程阻力系数与雷诺数无关,当雷诺数充分大时,粘性可忽略不计,所以,在阻力平方区,雷诺准则自动满足。 2.

简述弗劳德准数的物理意义。

答: 弗劳德准数为常数,是指原型的弗劳德准数与模型的弗劳德准数相等,原型与模型量液流相似。 四、计算题 1.

有一单孔WES剖面混凝土溢流坝,已知坝高pp?10m,坝上设计水头Hp?5m,流

量系数m?0.502,溢流孔净宽bp?8m,在长度比尺?l?20的模型上进行试验,要求计算: (1)设计模型流量;

(2)如在模型坝趾测的收缩断面表面流速ucm?4.46ms,计算原型相应流速ucp 解:首先计算原型流量、流量比尺、速度比尺。按原型与模型换算关系计算。

3答案:流量Qm?0.221m/s

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流速vm?19.95m/s

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