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第6章明渠恒定流;引言;明渠是人工修建或自然形成的具有自由外表的渠槽。;明渠流与有压流区别;一、明渠横断面;断面确定:根据地质条件;b;
土壤种类
;常见渠道断面形式;二、明渠的分类;三、明渠底坡;正〔顺〕坡i0渠底高程沿流程降低;§6.2明渠均匀流;二、明渠均匀流的形成条件
1.明渠均匀流只可能发生在顺坡的棱柱形渠道中,并且底坡i要在较长一段距离内保持不变。
〔是重力流,依靠重力分力驱使水流运动,保证流动流向必须有恒定不变的作用力。平坡、逆坡中不可能产生均匀流。〕
2.必须是长而直的棱柱形渠道。
〔防止象弯管、阀门、滚水坝、桥孔等局部阻力对水流产生影响,而导致非均匀流〕
3.渠道外表的粗糙系数应沿程不变。
〔因为粗糙系数决定了阻力的大小,变化,阻力变化,有可能成为非均匀流。〕
4.渠道中水流应是恒定流。即Q=常数。
〔否那么,α和ν都会变化。〕
;三、明渠均匀流的特征
1.明渠均匀流为匀速流、等深流,动能沿程不变,而势能沿程减少,表现为水面沿程下降,其降落值恰好等于水头损失。
2.明渠均匀流是重力沿流向的分力与阻力相平衡时的流动。
3.明渠均匀流具有
渠道底坡线//水面线〔测压管水头线〕//总水头线
;
1.连续性方程
2.谢才公式
式中谢才系数〔满宁公式〕
或〔巴甫洛夫斯基公式〕
;糙率n值确实定;定义当一定时,使渠道的过流能力,
或在Q、i、n一定时,A=Amin的渠道断面,称为明渠水力最优断面。
优化目标函数
分析可知,当一定时,使渠道的过流能力,
必有,应选湿周为优化目标函数.
;§6.2明渠均匀流;§6.2明渠均匀流;梯形断面最正确宽深比;1.允许流速;2.按水力最优;§6.2明渠均匀流;1.当h0=0.5m时,;§6.2明渠均匀流;设计的堤高应等于正常水深h0加堤顶超高
查标准找出对应流量下的堤顶超高为0.5m.;§6.2明渠均匀流;§6.2明渠均匀流;§6.2明渠均匀流;例如,边坡为混凝
土护面,??部为浆
砌卵石的渠道;当渠道流量变化大时,断面形状采用复式断面;把断面按水深划为几局部,分别计算流速、流量;§6.3无压圆管均匀流;相对流量、相对流速无量纲曲线;最大设计充满度
管径d/mm或暗渠H/mm最大设计充满度α
150-3000.6
350-4500.7
500-9000.75
10000.8;思考;思考;进行复式断面明渠水力计算时,应将深槽与滩地分别计算。
解:(?);设计明渠时选用的糙率n大于实际的糙率,那么设计流量qvd
与实际通过的流量qvr的比较是()
(1)qvrqvd;(2)qvrqvd;3)qvr=qvd;(4)无法确定
解:(2);主要掌握明渠非均匀渐变流的根本特性及水力要素
沿程的变化规律。
掌握急流、缓流、临界流的概念及其判别方法。
掌握断面比能曲线。;一、明渠水流的两种流态;二、缓流和急流;二、缓流和急流;二、缓流和急流;三、流态判别方法;1、波速〔c〕法水流遇到障碍物后产生波动〔扰动〕,扰动产生的波速称为微幅干扰波波速。;2、弗劳德数法;三、流态判别方法;水流的断面单位能量Es与单位重量流体机械能E的区别
;断面单位能量Es曲线;Es沿水深的变化规律
(断面比能曲线)
;三、流态判别方法;6、临界水深及其计算
A.定义相应于最小断面比能时的水深,称为临界水深。
B.临界流方程
上式一般需试算求解。但对于矩形断面
比较:均匀流水深〔正常水深〕
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