单项选择题(每题的备选项中只有一个最符合题意。)1. 一管流,A、B两断面的数值分别是:z
A=1m,z
B=5m,p
A=80kPa,p
B=50kPa,v
A=1m/s,v
B=4m/s。判别管流流动方向的依据是______。
- A.zA<zB流向A
- B.pA>pB流向B
- C.vA<vB流向B
- D.zA+pA/γ+vA2/2g<zB+pB/γ+vB2/2g流向A
A B C D
D
[解析] 通过计算A点和B点的总水头H
A和H
B即可判断管流流向。
根据总水头计算公式:
则A、B两点水头线计算如下:
A点:
。
B点:
。
B点总水头大于A点,即H
B>H
A。
由于实际流体具有黏滞性,运动状态下,产生流动阻力,造成能量损失,所以,总水头线沿程总是下降的。故管流从B流向A。
2. 如图所示,输水管道中设有阀门,已知管道直径为50mm,通过流量为3.34L/s,水银压差计读值Δh=150mm,水的密度ρ=1000kg/m
3,水银的密度ρ=13600kg/m
3,沿程水头损失不计,阀门的局部水头损失系数ξ是______。
A B C D
A
[解析] 根据连续性原理可计算管道流量为:
在前后两断面间列能量方程为:
则管径一样,流速不变,其两断面压强差为:
,化简得
。
根据局部水头损失公式
,则局部水头系数为:
4. 有三条矩形渠道,其A,n和i都相同,但b和h
0各不相同。已知:b
1=4m,h
01=1.5m,b
2=2m,h
02=3m,b
3=3m,h
03=2m,比较这三条渠道流量大小为______。
- A.Q1>Q2>Q3
- B.Q1<Q2<Q3
- C.Q1>Q2=Q3
- D.Q1=Q3>Q2
A B C D
D
[解析] 明渠均匀流是流线为平行直线的明渠水流,是明渠流动最简单的形式。其公式为:
式中,C为谢才系数(m
1/2/s);R为水力半径(m);i为渠道底坡;A为过流断面面积(m
2);n为渠道粗糙系数。
在A、n、i都相同的条件下,比较水力半径R即可得出渠道流量的大小关系。对于矩形渠道而言,R=A/χ=bh/(b+2h),经计算可得:R
1=R
3=6/7>R
2=6/8。因此有:Q
1=Q
3>Q
2。
5. 流量一定,渠道断面的形状,尺寸和粗糙系数一定时,随底坡的增大,临界水深将______。
A B C D
A
[解析] 临界水深计算公式为:
式中,Q为明渠的断面平均流速(m/s);A,B表示临界水深时的过流断面面积(m
2);α为充满度;
矩形断面B=b,A=hb,代入临界水深公式得:
由上式可知,当断面形状和尺寸一定时,临界水深
是流量的函数。即流量一定时,临界水深不变,与底坡无关。
如果本题换成正常水深,答案选B。
根据明渠均匀流流量公式:
由上式可得,在断面形式,尺寸和粗糙系数一定,流量也一定的棱柱形渠道中,均匀流的水深即正常水深。h
0大小只取决于渠道底坡i。不同底坡i有不同正常水深h
0。即底坡i越大,正常水深h
0越小。
7. 亚音速流动,当断面逐渐减小,正确的描述是______。
A B C D
C
[解析] 气流速度与过流断面有如下关系:
当流体流速低于音速时,即m
a<1为亚音速气流。
当亚音速流动时,上式中
,过流断面面积减小(即
),则速度增大(
)。
又有:
由上式可得,过流断面面积减小(即
),则压强变小(
)。