流体力学第八章习题答案
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第八章习题答案
选择题（单选题）
8.1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。 8.2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。 8.3水力最优矩形渠道断面，宽深比/b h 是：（c ） （a ）0.5；（b ）1.0；（c ）2.0；（d ）4.0。
8.4平坡和逆坡渠道中，断面单位能量沿程的变化：（b ）
（a ）
de ds >0；（b ）de ds <0；（c ）de
ds
=0；（d ）都有可能。 8.5明渠流动为急流时：（a ）
（a ）r F >1；（b ）h >c h ；（c ）v dh <0。 8.6明渠流动为紊流时：（a ） （a ）r F >1；（b ）h >c h ；（c ）v dh <0。 8.7明渠水流由急流过渡到缓流时发生：（a ） （a ）水跃；（b ）水跌；（c ）连续过渡；（d ）都可能。 8.8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。 8.9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。 8.10宽浅的矩形断面渠道，随流量的增大，临界底坡c i 将：（b ） （a ） 增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 8.11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。 解： 321 0.0333030i -= == 8 6.50.0530 p J -== 224 4.58 6.5220.042830 g g J +--== 答：1、2断面间渠道底坡0.033i =，水面坡度0.05p J =，水力坡度0.0428J =。 8.12梯形断面土渠，底宽b =3m ，边坡系数m =2，水深h =1.2m ，底坡i =0.0002，渠道受到中等养护，试求通过流量。 解： ()()1.23 1.22 6.48A h b hm = +=⨯+ ⨯=（m 2） 232 1.28.367b b χ=+=+=+⨯（m ） 0.7745A R χ = =（m ），取0.0225n =（见教材153 页表6-4） ∴1 3.435Q n = = =（m 3/s ） 答：通过流量 3.435Q =m 3/s 。 8.13修建混凝土砌面（较粗糙）的矩形渠道，要求通过流量Q =9.7s m /3 ，底坡i =0.001，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2b h =。 ∴2 2A bh h ==，24b h h χ=+=，∴2242 h h R h = = ∵1Q A n =0.001i =，0.017n = ∴2 3 2 22h h ⎛⎫⋅= ⎪ ⎝⎭ ，8 30.0179.7 4.14nQ h ⨯=== 1.70h =（m ），3.40b =（m ） 答：断面尺寸为 1.70h =m ， 3.40b =m 。 8.14修建梯形断面渠道，要求通过流量Q =1s m /3 ，边坡系数m =1.0，底坡i =0.0022，粗糙系数n =0.03，试按不冲允许流速[] max v =0.8s m /，设计断面尺寸。 解： ∵ max 0.8v v ≤=，∴ 0.8Q A ≤，max 1 1.250.8 Q A v ≥==（m 2） 又∵ []max 1v v n =，即[ ]2max 31 20.502n v R i ≤== 0.366R = ∴有 2 1.25hb mh +≥ 20.366≤ 即有 2 1.253.42hb h b ⎫+≥⎪⎬+≥⎪⎭ 解得：2 1.870.6840h h -+= 0.51.37h ⎧=⎨⎩， 2.01 2.455b ⎧=⎨-⎩ ∴ 2.00b =（m ），0.5 h =（m ） 答：断面尺寸为 2.00b =m ，0.5h =m 。 8.15已知一钢筋混凝土圆形排水管道，污水流量Q =0.2s m /3 ，底坡i =0.005，粗糙系数 n =0.014，试确定此管道的直径。 解： 取充满度为0.6h d α= =，则20.4920A d =，0.2776R d =。 ∴ [ ]822331 1 0.49200.2776 1.05750.20.014 Q d d d n = =⨯⨯== ∴ 0.535d =（m ） 故应取0.75h d α==，则由表8-4查得2 0.6319A d =，0.3017R d =