判断题
74.比能曲线的上支为增函数,水流为缓流。()
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
比能(Specific Energy, $E_s$)是指单位重量液体相对于渠底的总机械能,其表达式为:
$$ E_s = h + \frac{v^2}{2g} = h + \frac{Q^2}{2gA^2} $$
其中,$h$ 为水深,$v$ 为流速,$Q$ 为流量,$A$ 为过水断面面积,$g$ 为重力加速度。
对于给定的渠道断面和流量 $Q$,比能 $E_s$ 是水深 $h$ 的函数。比能曲线通常呈抛物线状(或类似形状),存在一个最小值,该最小值对应的水深称为**临界水深** ($h_k$),对应的流态为**临界流**。
比能曲线以临界水深为界,分为上、下两支:
1. **上支($h > h_k$)**:
* 在此区域,水深较大,流速较小。
* 随着水深 $h$ 的增加,势能项 $h$ 的增加占主导地位,动能项 $\frac{v^2}{2g}$ 减小但幅度较小,因此总比能 $E_s$ 随水深 $h$ 的增加而增加。
* 数学上表现为 $\frac{dE_s}{dh} > 0$,即曲线为**增函数**。
* 此时弗劳德数 $Fr < 1$,水流状态为**缓流**。
2. **下支($h < h_k$)**:
* 在此区域,水深较小,流速较大。
* 随着水深 $h$ 的增加,动能项 $\frac{v^2}{2g}$ 迅速减小,其减小的幅度超过势能项 $h$ 增加的幅度,导致总比能 $E_s$ 随水深 $h$ 的增加而减小。
* 数学上表现为 $\frac{dE_s}{dh} < 0$,即曲线为**减函数**。
* 此时弗劳德数 $Fr > 1$,水流状态为**急流**。
综上所述,比能曲线的上支确实对应水深大于临界水深的情况,此时曲线斜率为正(增函数),水流为缓流。因此,题干表述正确。
**答案:正确**
相关知识点:
比能上支增水流缓流
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