判断题
87.堰流的过流能力与堰上水头的二分之三次方成正比。()
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
该说法是**正确**的。
**详细推导与分析:**
1. **基本公式依据**:
在流体力学和水力学中,堰流(Weir Flow)是指水流经过堰顶溢流的現象。对于最常见的**薄壁堰**(Sharp-crested weir)或**实用堰**(Practical weir),其流量计算公式通常表示为:
$$ Q = m b \sqrt{2g} H_0^{3/2} $$
或者简化形式:
$$ Q = C H^{3/2} $$
其中:
* $Q$ 为过流能力(流量);
* $m$ 或 $C$ 为流量系数(与堰的形状、边界条件等有关);
* $b$ 为堰宽;
* $g$ 为重力加速度;
* $H$ 或 $H_0$ 为堰上水头(包括流速水头时为 $H_0$,忽略流速水头时为 $H$)。
2. **指数关系分析**:
从上述公式可以看出,当堰宽 $b$、流量系数 $m$(或 $C$)以及重力加速度 $g$ 保持不变时,流量 $Q$ 与堰上水头 $H$ 的 **$3/2$ 次方**(即二分之三次方,$1.5$ 次方)成正比。
$$ Q \propto H^{3/2} $$
3. **物理意义**:
这一关系源于能量方程和连续性方程的结合。水流越过堰顶时,势能转化为动能,流速与水头的平方根成正比($v \propto \sqrt{H}$),而过水断面面积也与水头成正比($A \propto H$,对于矩形堰而言,有效过水高度约为 $H$,宽度为常数,但严格推导中积分结果导致指数为 $3/2$)。因此,流量(面积 $\times$ 流速)与水头的 $3/2$ 次方成正比。
**结论:**
堰流的过流能力确实与堰上水头的二分之三次方成正比,故题干表述正确。
相关知识点:
堰流过流与水头二分之三次方正比
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