题目
闸孔出流的流量与闸前水头( )成正比A. 1次方B. 2次方C. 0.5次方D. 2/3次方
闸孔出流的流量与闸前水头( )成正比
A. 1次方
B. 2次方
C. 0.5次方
D. 2/3次方
题目解答
答案
C. 0.5次方
解析
闸孔出流的流量计算是水力学中的基本问题,其核心在于理解流量与闸前水头之间的关系。本题的关键在于区分不同出流类型的流量公式:
- 孔口出流的流量公式为 $Q = C \cdot A \cdot \sqrt{2gh}$,其中流量与水头的平方根(即$0.5$次方)成正比。
- 堰流(如宽顶堰、薄壁堰)的流量公式通常为 $Q = k \cdot H^{3/2}$,与水头的$3/2$次方成正比。
本题明确考查闸孔出流,属于孔口出流的范畴,因此正确答案为0.5次方。
闸孔出流的流量公式为:
$Q = C \cdot A \cdot \sqrt{2gh}$
其中:
- $Q$ 为流量,
- $C$ 为流量系数,
- $A$ 为闸孔面积,
- $h$ 为闸前水头,
- $g$ 为重力加速度。
关键推导:
- 公式中$\sqrt{h}$表明流量与水头的平方根成正比。
- 平方根对应指数为$0.5$,因此流量与闸前水头的0.5次方成正比。
选项分析:
- A. 1次方:对应明渠均匀流(如曼宁公式),错误。
- B. 2次方:无物理意义,错误。
- C. 0.5次方:符合孔口出流公式,正确。
- D. 2/3次方:对应特定堰流情况,错误。