河流动力学作业参考答案

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1、第一次作业参考答案——第二章2.2100号筛孔的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法作粒径分析答：1）根据N号筛的定义：1英寸内有N个孔就称为N号筛。1英寸=25.4mm.。可知如果网线直径为D，则N号筛的孔径计算公式如下:(25.4－D×N)/N=25.4/N-D但本题并没有给出100号筛的网线直径，无法用公式进行计算。经查表可得，100号筛孔的孔径为0.149mm（表2-2）或是0.147mm（表2-4）。2)对于粒径小于0.1mm的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必

2、须采用水析法作粒径分析。注：第一问因为筛的网线直径可能不一样，所以以上两个答案都正确2.5什么是级配曲线？给出中值粒径，算术平均粒径，几何平均粒径的定义或定义式？答：1）在仅以横轴采用对数刻度的坐标上，以粒径为横坐标，以小于粒径D的重量百分比即小于该粒径D的泥沙颗粒重量在总重量中所占比例为纵坐标，点绘数据连成的曲线，称为累计频率曲线，亦称级配曲线。2）中值粒径即累积频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应得粒径值。换句话说，细于该粒径和粗于该粒径的泥沙颗粒各占50%的重量。3）算术平均粒径即各组粒径组平均

3、粒径的重量百分比的加权平均值，计算公式为4）几何平均粒径是粒径取对数后进行平均运算，最终求得的平均粒径值。计算公式为注：关于级配曲线的定义错的比较多，并不是以粒径的对数或是负对数为横坐标，也不是按几何级数变化的粒径尺度为分级标准……只要跟上述表达的意思一致都为正确答案。2.6某海滩的沙粒粒度范围是，试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围解：因为，其中D为颗粒粒径，所以可得到，所以颗粒的粒径范围为0.083mm-0.379mm。注：此题不要忘记单位第二次作业参考答案——第二章2.21动床模型中常采用量瓶法测量

4、浑水浓度？量瓶的容积约为1000cm3,每次使用前需在当时水温下精确测量其容积。已知某次测量数据为：水温20℃，空瓶的质量为113.0g,空瓶加清水的质量为1146.14g,空瓶加浑水的质量为1149.42g,滤出瓶中浑水中的沙样烘干后得沙的质量为52.99g。已知模型沙的颗粒容重为1.065gf/cm3,20℃时清水的容重为0.9982gf/cm3，试求量瓶体积，沙样固体的体积，浑水的体积比和质量比浓度。解：水温20℃时，清水的重量为W=1146.14-113.0=1033.14gf清水的容重为=0

5、.9982gf/cm3量瓶的体积为沙样固体的重量为Ws=52.99gf；模型沙颗粒容重为=1.065gf/cm3沙样固体的体积为浑水的体积比浓度为浑水的重量比浓度为注：公式，单位一定不要忘记，同时注意表达方式的书写。m≠W,≠，单位的换算。还有不要混淆gf和g的区别，前者是重力的单位，后者是质量的单位。1kgf=1000gf=9.8N,指的是1千克物体所受的重力。在计算中，重量也可以用质量来表示，单位是g，表达符号是m.它与重量用力的表示，单位是gf，数值上是一样的。2.22推导例2-6中给出的重量p

6、pm值S与重量比含沙量Sv的关系已知：；求证：证明：从而求得证明完毕注：这个题目大家错的比较少，只有个别的同学没有证完。主要问题在于步骤少！2.24动床河工模型设计中的一个重要参数是沉速比尺，其中下标p表示原型沙的沉速，下表表示模型沙的沉速。为了达到原型，模型淤积部位相似，常令，其中是模型的垂向长度比尺。已知原型沙的容重是，原型沙的中值粒径是，原型中水温为20℃。模型的垂向长度比尺，模型中用容重为的电木粉末作为模型沙。试求：（1）试验时水温控制在20℃，则模型沙的中值粒径应是多少？（2）试验中的实际水

7、温是5℃，此时仍按（1）算出的模型沙中值粒径进行试验，则试验中实际的沉速比尺是多少？（3）试验时水温控制在20℃，但模型中悬沙浓度为100kg/m3,此时试验中实际的沉速比尺是多少？提示：沉速用层流区公式计算，粒径用代表，水的物理性质如下：水温容重运动黏滞系数5℃20℃1000998.21.514×10-61.004×10-6解：（1）原型沙粒径<0.076mm，流速可用层流区Stokes公式计算：；模型沙粒径更小，也符合Stokes公式；温度相同，则于是：；；代入数据得：。（2）若试验时模型水温为，

8、则仍有：；代入数据得：。（3）模型中，；于是：注：这个题目大家的问题比较多。1．公式的选择，最好用Stokes公式。当然采用表2-8种其它三种层流计算公式不影响计算结果。2．第一问中的确定，水温是在都为，所以=998.2kgf/cm3。个别同学=103．第二问出现的问题最多。尤其注意原型与模型因温度的不同，，，，取值得不同。原型是，所以=998.2kgf/cm3;=1.00410-6m2/s；模型是，所以=1000kgf/cm3;=1.51410-6m2