精品文档河流动力学概论(清华版)习题第二章1.等容粒径、筛分粒径、沉降粒径的定义各是什么？为什么筛析法得到的泥沙颗粒粒径接近于它的等容粒径？答：（1）等容粒径为与泥沙颗粒体积相同的球体直径。如果泥沙颗粒的重量W和容重γ（或体s积V）可以测定，则其等容粒径可按下式计算：11??W6V63??3?D?????n???????s）如果泥沙颗粒较细，不能用称重或体积法确定等容粒径时，一般可以采用筛析法确定（2则可以的筛网，此前通过了孔径为D的筛网上，其筛分粒径。设颗粒最后停留在孔径为D21。＜D确定颗粒的粒径范围为D＜D21的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必须用水0.1mm（3）对于粒径小于求出与泥沙颗粒密谋相析法测量颗粒在静水中的沉速，然后按照球体粒径与沉速的关系式，同、沉速相等的球体直径，作为泥沙颗粒的沉降粒径。表cb（4）对形状不规则的泥沙颗粒，可以量测出其互相垂直的长、中、短三轴，以a，，。对粒径较粗b示。可以设想颗粒是以通过中轴筛孔的，因此筛析所得到的颗粒的中轴长度的天然泥沙的几何形状作统计分析，结果可以表达如下式：1??abcb?3即中轴长度接近（实测结果为略大于）三轴的几何平均值。如果把颗粒视为椭球体，则其体积为?abc?V6等容粒径为16V1??3??abc?D?3??n???因此，如果上述各假设成立，则筛析法所得到的泥沙颗粒粒径（颗粒恰好通过的孔径）接近于它的等到容粒径。2.100号筛的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法做粒径分析？答：查表2-2知100号筛的孔径是0.149mm，当泥沙粒径小于0.1mm时就必须用水析法做粒径分析。3.什么是颗粒的形状系数？答：有时采用形状系数（shapefactor）来综合表示颗粒形状特点，定义如下：c?SFab4.密度、容重、干容重在概念上有什么区别？答：.精品文档33，工程或即颗粒单位体积内所含的质量，国际单位制单位为颗粒的密度ρkg/mg/cms3。t/m中常用容重γ的定义是泥沙颗粒的实有重量与实有体积的比值（即排除孔隙率在外），国际单s33。kgf/m位制单位为N/m，工程中常用3。，其国际单位制单位取N/m一般把单位体积沙样干燥后的重量称为干容重，记为γ's33等。由于颗粒之间存在着孔隙，干容重一般小于单或有时也用干密度，单位为kg/mg/cm个颗粒的容重。随着淤积物不断密实，其干容重也逐渐接近其极限值。5.什么是级配曲线？给出中值粒径、算数平均粒径、几何平均粒径的定义或定义式。答：级配曲线通常都画在半对数坐标纸上，横坐标表示泥沙粒状径，纵坐标表示小于某粒径的泥沙在总沙样中所占的重量百分比。中值粒径，即累积频率曲线上纵曲线上纵坐标取值为50%时所对应的粒径值。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。算数平均粒径D，即各粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值，其计算公式为mn1?p??D?Diim100i?1几何平均粒径D，对天然泥沙的级配分析结果表明，泥沙粒径的对数值常常是接近于mg正态分布的。如果点绘在特制的对数正态概率纸上，则累积频率曲线会接近于一条直线。粒径取对数后进行平均运算，最终求得的平均粒径值称为几何平均粒径，其计算过程如下：n1??lnpDlnD??因为mii100i?1n1???pD???explnD故??iimg100??1i??3.6?1.4:某海滩的沙粒粒度范围是6.，试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围。???Dlog??2D?，推出答：由2?3.6?1.4?0.08247::20.37893D?2mm故得7.细颗粒泥沙有什么特殊性质？试说明该性质在实际工程中的重要意义。答：细颗粒泥沙又称为粘性泥沙。细颗粒泥沙的粒径多属于粘土和胶粒范畴，由于比表面积很大，其界面化学效应极为突出。水体化学条件的变化可导致细颗粒泥沙的絮凝或分散。细泥沙在输运、沉降和再悬浮过程中都会发生电化学变化，其起因主要是组成细颗粒泥沙的粘土矿物表面带有电荷。8.从流体力学的观点来看，粗颗粒与细颗粒在沉降时有什么不同？答：粗颗粒的绕流阻力系数接近为一个常数，而细颗粒的绕流阻力系数与颗粒绕流雷诺数成.精品文档反比。；层流绕流和紊流绕流试分别给出：圆球的重力与阻力的平衡表达式（极限沉速状态下）9.两种状态下的圆球沉速表达式；绕流流态从层流向紊流过渡状态下的圆球沉速表达式。答：223????DD????C??圆球的重...