大学课件-水力学题库-第十二章紊动射流和紊动扩散

第十二章紊动射流和紊动扩散1、设某排污圆管将生活污水排入湖泊，且污水与湖水密度相同，放流管的直径D0=0.2m，出流的流速u0=4.5m/s,污水浓度c0＝1000ppm，出口平面位于湖面下25m，若出流方向铅垂向上，试求污水到达湖面处的最大流速、最大浓度cm和断面平均稀释度S。(um=0.22m/s,cm=44.56ppm,s=40.0)2、设题1的情况，将排污圆管改为狭长的矩形孔口，其宽度为20b=0.2m,其余情况不变，试求污水到达湖面处的最大流速、最大浓度mc和断面平均稀释度S；问此题的结果与题1的结果相比说明什么问题。(um=0.92m/s,cm=176.2ppm,s=6.8)3、在一静止的湖泊中，有一铅垂排放的圆形排污孔，直径为0.5m，排放污水的速度为1.0m/s，排放孔在湖面下8m，试求距离排放口2.0m和2.5m的轴线流速。(um均为1.0m/s)4、宽度为2.0m的矩形明槽中充满了深度h=1.0m的静水。有质量为M0=2kg的普通盐(NaCl)投放到x=0处的水体中，并迅速扩散到明槽全断面。已知水体中盐的分子扩散系数D＝1.2410-5cm2/s。试确定：(1)盐分随时间的纵向扩展，(可分别取t=0，105，107，109s，计算W=4x的值);(2)最大浓度随时间的变化(可分别取t=0，105，107，109s进行);(3)试绘制出时间为107s时的浓度分布。((1)σx2=2(1.24×10-5)t,w=4σx；(2)Cmax(t)=)m/g(3993x；(3)C=2541exp(-049.0x2)(g/m3))5、设一矩形断面的长直明渠，渠宽(即y坐标，以断面中心处为y坐标原点)为100m，水流沿纵向(即x坐标)为近似的均匀流，断面平均流速u＝0.3m/s，水深为5m。为求横向紊动扩散系数，在明渠起始断面中心处瞬时投放示踪质。当水温为150C时，在下游450m处的横断面上，测得横向(即y方向的)浓度分布如下表所列(表中浓度c是对某一参考浓度的相对比值)。试估算横向紊动扩散系数的值。(EY=0.048m2/s；)y/m-24-21-18-15-12-9-6-30c223045526066748787y/m369121518212427c86868055423122161712-6、在流速为0.2m/s的均匀流中，测出相隔50m的上下游两点A、B处的物质浓度分别为350ppm和300ppm，设水流方向的扩散系数为3103cm2/s，求两点中间位置的物质迁移率。(q=(q1+q2)=6.53×10-3g/(scm2))7、某污染物沿一等截面静水直渠的初始浓度分布为：t=0时，0xh处，c=c0，而xh处c=0；x=0处浓度始终为零。试求x0处的浓度分布c(x,t)。(c=kt4hxerfkt4hxerfkt4xerf22c0)8、设有一火力发电厂烟囱的有效源高H＝38m，连续排出的SO2源强m=0.27kg/s，大气风速u=2.1m/s，试求距离烟囱下风向600m处的地面轴线浓度c。已知34ym,14z。(c(x,0,0,H)=2.16×10-6kg/m3)9、在一范围很大的水域中的某点上瞬时投放10kg的示踪质，在主流方向上有均匀流速u=0.4m/s,求在240秒钟后，在x=100m、y=z=0处的浓度值，设紊动扩散系数分别为：smEEsmEzyx/03.0,/2.022。(c=4.14ppm)10、在三维水域中的某点上以每秒4kg的速率连续投放示踪质，均匀流速u＝0.5m/s，设紊动系数smEx/5.12,求扩散空间中一点(x=500m,y=50m,z=0)处的浓度值。(c=0.28ppm)