水力学作业

四川大学水力学课程期末考试试卷姓名：王卫学号：2014141473172组号：27组专业：土木工程院系：建筑与环境学院任课教师：蒋文涛考试课程水力学课程序号305258020选题序号4考试成绩2018年1月5日填写说明一、本课程考试试卷在表格保持格式不变的情况下，其大小可做适当调整，除签名外，填写字体为小四号字，用A4纸双面打印、左排双钉。二、每两个小组按序号依次组合，两小组共12人每人选择一道题目（不可重复）答题。第31组成员从12道题目中任选6道，也不能重复。三、答题务必结合水力学所学知识（方程、定理等）四、填写报告中各项需有理有据，逻辑清晰，不可大段复制或者摘抄。如发现抄袭情况，按0分处理。五、填写各项时需按要求字数完成，若字数严重不足，会酌情扣分。六、填表过程中涉及到参考文献、书籍以及网页链接等参考资料，均需按相应要求填写到最后。七、表中不足部分可另附页。题目一览表选题序号：41.根据水力学所学知识，分析雾霾成因及扩散，并提出解决方案？2.利用水力学知识解释潮汐现象？3.坐便器是最为广泛使用的卫生设施之一，由于其广泛地使用，坐便器的节水问题得到了广泛的关注。请利用所学流体力学知识设计一种节水的坐便器？4.污水处理中的固液分离器(如沉砂池、沉淀池等)是使悬浮杂质在重力和水流的共同作用下实现不同粒径与水的分离，设计一种分离器，使得其具有较高的分离效率？5.利用水力学知识解释台风的形成？6.随着旅游的发展，清理景区河流垃圾成了极其重要的问题，根据所学知识，设计一种河流垃圾回收方案？7.目前，制约我国公路隧道尤其是特长公路隧道建设的因素主要集中在通风等关键技术上，以长管道为模型，设计通风方案？8.用所学知识解释窑洞为什么冬暖夏凉？9.为什么洗衣机会使一度打结并翻衣兜？如何让洗衣机不翻衣兜？10.依据所学知识解释沙尘暴并提出解决方案？11.如何利用流体力学知识解决空调房中温度分布不均？12.设计一个孔口出流计时工具，使得计时周期为一小时？一、现象说明。结合选题内容和实际情况对相应的物理现象简单说明。（不少于300字）生活中污水一般都需要进行处理净化，净化分为三级。一级处理采用物理处理方法，即用格栅、筛网、沉沙池、沉淀池、隔油池等构筑物，去除废水中的固体悬浮物、浮油，初步调整pH值，减轻废水的腐化程度。二级处理是采用生物处理方法及某些化学方法来去除废水中的可降解有机物和部分胶体污染物。三级处理是进一步去除二级处理未能去除的污染物，如磷、氮及生物难以降解的有机污染物、无机污染物、病原体等。其中，一级处理是污水处理中最基础的一步，初步的固液分离是后续处理的基础。污水中许多悬浮颗粒的密度比水大，在水中可以自然的下沉，利用这种特性对污水进行固液分离的过程叫做沉淀。以沉淀无机杂质为主的装置称为沉砂池，以沉淀有机固体为主的装置称为沉淀池。沉砂池一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分离水中较大的无机颗粒，如砂子、煤渣等，使水泵、管道免受磨损和堵塞，减轻后续沉淀池的无机负荷，改善污泥的流动性，以便排放、运输。沉淀池一般分为初级沉淀池与二次沉淀池。初级沉淀池用以去除悬浮有机物，减轻后续生物处理的有机负荷。二次沉淀池用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。二、理论分析或解决方案。利用所学力学原理、定理、方程等相关理论知识对上述现象进行理论分析或提出解决方案。（不少于300字）以下针对平流式沉砂池进行理论分析，并给出改进建议。平流沉砂池采用分散性颗粒的沉淀理论设计，当污水在沉砂池中的运行时间等于或大于设计的砂粒沉降时间时，能够实现砂粒的截留。所以，沉砂池的池长按照水平流速和污水中的停留时间来确定。平流沉砂池的主体部分一般是一个加宽、加深的明渠，由入流渠、沉砂区、出流渠、沉砂斗等部分组成。因为水速过大会将砂粒携带，无法沉降，所以平流沉砂池两端一般设有闸板以控制水流。按照水力学的恒定总流的连续性方程，有：111222vAvA忽略污水的密度变化，则：1122vAvA加深、加宽的明渠横截面2A比入流口的横截面1A大，故沉砂池中水的流速相对降低，使沉砂效果好。虽然平流沉砂池结构简单，除砂效果较好，但是占地空间大、对流速变化敏感。改进措施建议：1.入流渠设置成一向下倾斜的斜管，将污水注入到沉砂区底部，则砂粒的动能不足以克服重力上升至出流渠，使沉砂效率提高；2.沉砂区适当做深一些，减少沉砂池的长度，缩减占地面积，同时可进一步降低沉砂区污水流速，提高沉砂效率；3.借鉴旋流沉砂的原理，可在沉砂区内安放螺旋机，搅动污水，使沉砂表面的有机物脱离，起到砂洗功能。三、参考文献与研究资料。（按引用文献规范列出本报告中涉及的相应参考文献、书籍或网页链接等）1《室外排水设计规范》（GB50014-2006）2《给水排水设计手册》（第五册）3《水力学》（华南理工大学第三版）4许劲孙劲贻等不设初沉池时沉砂池的选型分析《重庆建筑大学学报》2005.04四、考生承诺我保证上述报告书内容的真实性，不存在大段落、篇幅的抄袭现象。若填写失实或违反规定，本人将承担全部责任。考生签字：年月日