说法错误的。均匀是相对于空间分布而言,恒定是相对于时间而言。当
流量不变通过一变直径管道时,虽然是恒定流,但它不是均匀流。
(3)简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。
答案:通过尼古拉兹实验可以发现:在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反
比;在层流到紊流过渡区,λ仅是Re的函数;在紊流光滑区λf1(Re);过渡区λ
f2(Re,)R;粗糙区λf3(),紊流粗糙区又称为阻力平方区。
R
(4)为什么舍齐公式vCRi只适用于阻力平方区?
答案:舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式,自然界中明渠水流
几乎都处于紊流阻力平方区,因此该公式只适用于紊流阻力平方区。
(5)流动相似的含义是什么?
答案:流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。其中几何相似是前提,动力
相似是保证,才能实现流动相似。
(6)从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。
答案:均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变,但水流运动总要消耗能量,
因此从能量方程来分析,只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠
道中。
(7)分析水面曲线时,如何寻找急流和缓流的控制断面?
答案:急流的控制断面在上游,因为外界对急流的干扰不能向上游传播;缓流的控
制断面在下游,其原因与急流正好相反。
(8)在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别?
答案:达西定律适用于任一点的渗流流速ukJ,其适用于恒定均匀层流渗流;而杜
比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等
于vkJ。
5、作图题:
(1)定性绘出图示管道(短管)的总水头线和测压管水头线。
5分
v00
v00
解:
测压管水头线
总水头线
4
f(2)定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线,并注明曲线名称及流态。各渠段均
充分长,各段糙率相同
5分
K
i1iK
解:
i2iK
K
i3iK
N1缓流a1
缓流
K
N1
b1
i1iK
N3b2急流
i2iK
i3iK
KN3
6、计算题:(1)图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为A064m2,长l50m,两个30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ102,ζ205,ζ310,沿程水力摩擦系数λ0024,上下游水位差H3m。求通过的流量Q(10分)
解:按短管计算,取下游水面为基准面,对上下游渠道内的计算断
面建立能量方程
H
hw
l4R
v22g
5分
计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数
RA02m
022051019
将参数代入上式计算,可以求解得到
v416msQvA2662m3r