工程流體力學(xué)課件6明渠水流的兩種流態(tài)及其轉(zhuǎn)換-文庫吧
2024-11-23 09:00 本頁面
【正文】 柱體 渠道， 糙率 沿程 不變 ? 明渠足夠 長直 ，不受干擾 圖 明渠中的流動 均勻流段 非均勻流段 非均勻流段 ? 離開渠進口、或水工建筑物一定距離遠的順直 棱柱體明渠恒定流 ? 天然河道某些順直、整齊河段在枯、平水期 三、明渠均勻流基本公式 )(2132RACKiKiRnARiACQ????o 基本公式 2211 AvAvQ ??1) 21321iRnRiCv ??2) 611 RnC ?量 綱 ? ? ][ 21121 gTLC ???????? ?流 量 iKRiACQ ??流量模數(shù) RACK ?謝才公式 謝才系數(shù) 611 RnC ?? 恒定均勻流 ? 謝才公式適用條件 : ? 阻力平方區(qū) ? i 0 ? 單位 ? 糙率 n 值的確定 天然河道中影響糙率 n 值的因素 ① 河床表面粗糙 ② 斷面的不規(guī)則 、 平彎情況 、 灘地交叉 、 河道阻礙情況 ③ 河堤沙坡影響隨水深變化 注 意 : 選擇時應(yīng)謹慎。其選得偏小，渠道斷面尺寸偏 小，對實際輸水能力影響較大。 第三節(jié) 水力最佳斷面 及允許流速 一、明渠水力最優(yōu)斷面 3221352132 11?iAniARnQ ??水力最佳斷面： 過流斷面的面積、糙率、底坡一定 , 通過的流量最大的斷面形狀 當 Q = 一定，要求： A → A min 當 A = 一定，要求： Q → Q max 面積、糙率、底坡一定 , 流量最大 ,要求 R最大 ?AR ?半圓形斷面 為 水力最佳斷面。 梯形斷面 的最佳寬深比， Rm = hm / 2 矩形斷面 的最佳寬深比， bm = 2 hm “水力最佳 ” 不是 “ 技術(shù)經(jīng)濟最佳 ” )1(2 2 mmhbm ?????mmmm Rhb 42。2 ????綜合考慮水力最佳斷面不太合理 例如 一般土渠邊坡 m 1， β m 1，是深 窄形斷面，需深挖高填，造成施工不便、維 護管理困難；水深變化大，給通航和灌溉帶 來不便，經(jīng)濟上反而不利。因此，限制了水 力最佳斷面在實際中應(yīng)用 . 保證渠道正常運行的允許流速上限和下限值 不淤流速 v’’ 渠道中懸沙淤積的臨界流速，取決于水流條件和挾沙的特性以及水中含沙量大小，可根據(jù)經(jīng) 驗公式確定。 不沖流速 v’ 渠道沖刷的臨界斷面平均流速，取決定于渠壁材料的物理性質(zhì)和水深，可查閱有關(guān)水利設(shè)計手冊。 二、允許流速 39。39。39。 vvv ??mm hR 21? 6161 )(0 2 11 hRnC ??mhbmh 。 ???梯形斷面 最佳寬深比 )1(2 2 ????? mmhbm?smiQK / 3?? 根據(jù)已知的 Q, i, n, m和 b = , 得 : smhRACK / 338 ???)( hhhhA ??? 水力最佳斷面 smQ / 3? 【 例 】 一條路基排水溝，底坡 i=。 n=, m=。 要求通過流量 ,試按水力最佳斷面 的原理求出此排水溝的底寬和水深。 【 解 】 611RnCRiCv?? mR ? 27/ mvQAsmv ??? ；不沖 上述兩組數(shù)據(jù)無實際意義 。 由： 又： mmhbARmhmhbA0 7 12722??????? ）（mbmh???mbmh07 4 ?? 或 【 例 】 試按允許流速和水力最優(yōu)條件，分別設(shè)計一土質(zhì)為細砂土的梯形斷面渠道的斷面尺寸，并考慮渠道是否需要加固。已知設(shè)計流量 ： 【 解 】 不沖vsmRiCv ??? /2hR? )1(2 2 ????? mmhbm?驗算 需要加固 smhniARRiACQ /???? 又水力最優(yōu)時： hhmhbA ??? ）（hb ?mhbmmh???第四節(jié) 明渠均勻流的 水力計算 3221352132 11?iAniAR
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