单选题
明渠水流为急流,则相应的过水断面水深小于()。
A
(A) 正常水深
B
(B) 临界水深
C
(C) 共轭水深
D
(D) 收缩水深
答案解析
正确答案:B
解析:
这是一道关于明渠水流流态与水深关系的问题。我们需要理解明渠水流中不同流态(急流、缓流)与水深的关系,以及各个选项所代表的水深含义。
首先,我们明确题目中的关键信息:明渠水流为急流。在明渠流动中,流态主要由弗劳德数(Froude number)决定,当弗劳德数大于1时,水流为急流;小于1时,为缓流。急流的特点是流速快,水面比降大,能量以动能为主。
接下来,我们分析各个选项:
A. 正常水深:这是一个相对模糊的概念,通常不直接与流态(急流或缓流)的界定相关。它可能指的是在特定流量和边界条件下,水流达到某种平衡状态时的水深,但不是区分急流和缓流的标准。
B. 临界水深:这是区分急流和缓流的关键水深。在明渠流动中,当水深等于临界水深时,弗劳德数等于1,即水流处于急流和缓流的分界点。若水深小于临界水深,则水流为急流;若水深大于临界水深,则水流为缓流。因此,对于急流来说,其水深必然小于临界水深。
C. 共轭水深:这通常与特定的水力计算问题相关,如堰流或孔流中的上下游水深关系,并不直接用于区分急流和缓流。
D. 收缩水深:这通常与水流通过狭窄段(如桥墩、收缩断面)时的局部水深变化有关,同样不直接用于界定急流或缓流。
综上所述,明渠水流为急流时,其水深必然小于临界水深,因为这是区分急流和缓流的关键标准。因此,正确答案是B(临界水深)。
首先,我们明确题目中的关键信息:明渠水流为急流。在明渠流动中,流态主要由弗劳德数(Froude number)决定,当弗劳德数大于1时,水流为急流;小于1时,为缓流。急流的特点是流速快,水面比降大,能量以动能为主。
接下来,我们分析各个选项:
A. 正常水深:这是一个相对模糊的概念,通常不直接与流态(急流或缓流)的界定相关。它可能指的是在特定流量和边界条件下,水流达到某种平衡状态时的水深,但不是区分急流和缓流的标准。
B. 临界水深:这是区分急流和缓流的关键水深。在明渠流动中,当水深等于临界水深时,弗劳德数等于1,即水流处于急流和缓流的分界点。若水深小于临界水深,则水流为急流;若水深大于临界水深,则水流为缓流。因此,对于急流来说,其水深必然小于临界水深。
C. 共轭水深:这通常与特定的水力计算问题相关,如堰流或孔流中的上下游水深关系,并不直接用于区分急流和缓流。
D. 收缩水深:这通常与水流通过狭窄段(如桥墩、收缩断面)时的局部水深变化有关,同样不直接用于界定急流或缓流。
综上所述,明渠水流为急流时,其水深必然小于临界水深,因为这是区分急流和缓流的关键标准。因此,正确答案是B(临界水深)。
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