单选题
95.如果在设计中选定的粗糙系数值较实际偏大,则渠道中的实际流速将()设计流速。
A
小于
B
大于
C
小于等于
D
大于等于
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是明渠均匀流公式中粗糙系数对流速的影响。我们可以利用谢才公式(Chezy formula)或曼宁公式(Manning formula)来进行分析。
**1. 理论基础:曼宁公式**
在明渠水流计算中,常用的流速计算公式为曼宁公式:
$$ v = \frac{1}{n} R^{2/3} i^{1/2} $$
其中:
* $v$ 为断面平均流速;
* $n$ 为粗糙系数(反映渠道壁面粗糙程度,$n$ 越大,阻力越大);
* $R$ 为水力半径;
* $i$ 为渠道底坡。
由公式可知,流速 $v$ 与粗糙系数 $n$ 成**反比**关系。即在其他条件($R$、$i$)不变的情况下,$n$ 值越大,计算出的流速 $v$ 越小;$n$ 值越小,计算出的流速 $v$ 越大。
**2. 逻辑推导**
* **设计阶段**:工程师选定了一个粗糙系数值,记为 $n_{设计}$。根据这个值计算出了设计流速 $v_{设计}$。
$$ v_{设计} \propto \frac{1}{n_{设计}} $$
* **实际情况**:题目指出“选定的粗糙系数值较实际偏大”,即 $n_{设计} > n_{实际}$。
* **实际流速**:渠道中的实际流速 $v_{实际}$ 取决于实际的粗糙系数 $n_{实际}$。
$$ v_{实际} \propto \frac{1}{n_{实际}} $$
**3. 比较分析**
因为 $n_{设计} > n_{实际}$,且流速与粗糙系数成反比,所以:
$$ \frac{1}{n_{设计}} < \frac{1}{n_{实际}} $$
进而得出:
$$ v_{设计} < v_{实际} $$
即:**实际流速大于设计流速**。
**通俗理解:**
粗糙系数 $n$ 代表阻力大小。设计时你以为阻力很大($n$ 选大了),所以算出来的速度比较慢(保守估计)。但实际上渠道壁面比你想象的光滑(实际 $n$ 小),阻力没那么大,所以水流得比你设计的要快。
**结论:**
渠道中的实际流速将**大于**设计流速。
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
粗糙系数,选大实际流速大
题目纠错
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