第八章习题答案
选择题（单选题）
明渠均匀流只能出现在：（b）
（a）平坡棱柱形渠道；（b）顺坡棱柱形渠道；（c）逆坡棱柱形渠道；（d）天然河道中。 水力最优断面是：（c）
（a）造价最低的渠道断面；（b）壁面粗糙系数最小的断面；（c）
过水断面积一点，湿周最小的断面；（d）过水断面积一定，水力半径最小的断面。
水力最优矩形渠道断面，宽深比b/h是：（c）
（a）；（b）；（c）；（d）。
平坡和逆坡渠道中，断面单位能量沿程的变化：（b）
（a）
dedede>0；（b）<0；（c）=0；（d）都有可能。 dsdsds明渠流动为急流时：（a）
（a）Fr>1；（b）h>hc；（c）v （a）Fr>1；（b）h>hc；（c）v （a）水跃；（b）水跌；（c）连续过渡；（d）都可能。 de<0。 dhde<0。 dh在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将： （a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。 在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将：（b） （a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。 宽浅的矩形断面渠道，随流量的增大，临界底坡ic将：（b） （a） 增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。 明渠水流如图8-49所示，试求1、2断面间渠道底坡，水面坡度，水力坡度。 12v1=4m/sv1=4m/s4.5m30m3m5m2m0 0解： i?Jp?3?21??0.033 30308?6.5?0.05 30424.528??6.5?2g2gJ??0.0428 30答：1、2断面间渠道底坡i?0.033，水面坡度Jp?0.05，水力坡度 J?0.0428。 梯形断面土渠，底宽b=3m，边坡系数m=2，水深h=1.2m，底坡i=，渠道受到中等养护，试求通过流量。 解： A?h?b?hm??1.2??3?1.2?2??6.48（m2） ??b?2h2??hm?2?b?2h1?m2?3?2?1.2?5?8.367（m） R?A??0.7745（m），取n?0.0225（见教材153页表6-4） 2∴Q?11R6?0.77453?0.0002nRiA?6.480.0225?3.435（m3 /s） 答：通过流量Q?3.435m3/s。 修建混凝土砌面（较粗糙）的矩形渠道，要求通过流量Q=m3/s，底坡i=，试按水力最优断面设计断面尺寸。 解： 对矩形断面，水力最优断面满足b?2h。 ∴22h?4h，∴R?2h2A?bh?2h，??b?4h?h2 ∵Q?A1R23ni，取i?0.001，n?0.017 2∴2h2??38?h??2???nQnQ0.017?9.7i，h3?1?1?4.14 23i230.001h?1.70（m） ，b?3.40（m） 答：断面尺寸为h?1.70m，b?3.40m。 修建梯形断面渠道，要求通过流量Q=1m3/s，边坡系数m=，底坡i=，粗糙系数n=，试按不冲允许流速?vmax?=m/s，设计断面尺寸。 解： ∵ v?vmax?0.8，∴ QQA?0.8，A?v?1?1.25（m2 ） max0.8又∵ v?12n?vnR23i??vmax?，即R3?max?0.03?0.81??0.502 i20.0022R?0.366 ∴有 hb?mh2?1.25 hb?mh2b?2h1?m2?0.366 hb?h2即有 ?1.25??b?22h?3.42?? ?解得：h2?1.87h?0.684?0 h???0.5?1.37，b???2.01??2.455 ∴b?2.00（m），h?0.5（m） 答：断面尺寸为b?2.00m，h?0.5m。 已知一钢筋混凝土圆形排水管道，污水流量Q=m3/s，底坡i=，粗糙 系数n=，试确定此管道的直径。 解： 取充满度为??∴ Q?h?0.6，则A?0.4920d2，R?0.2776d。 d82211AR3i??0.4920d2??0.2776d?3?0.005?1.0575d3?0.2 n0.014∴ d?0.535（m） 故应取??8h?0.75，则由表8-4查得A?0.6319d2，R?0.3017d d31.4357d?0.2，d?0.478（m） 故取d?500（mm） 答：管道的直径d?500mm。 钢筋混凝土圆形排水管，已知直径d=1.0m，粗糙系数n=，底坡i=，试校核此无压管道的过流量。 解： 满流时的过流量为： 1231?2?d?Q0?A0Ri??d0???n0.0144?4?1??1?3???1????0.002 0.0144?4?2230.002 ?0.996（m/s） 3 对管径为1m的输水管，取??h?0.80 d由图8-16查得： Q3 ?0.98，∴Q?0.974（m/s） Q0
流体力学第八章习题答案
