第1章流體及其主要物理性質(zhì)(文件)
【正文】 明渠 為含 hk 的高次隱函數(shù)式，不能直接求解 hk gQBAkk23 ?? 試算法、試算圖解法 Hk 與渠道斷面形狀、尺寸、流量有關(guān)，與 n、 i 無關(guān) kkk bhAbB ?? ,khh?： 緩流 ， khh? ： 急流 khh?： 臨界流 ， 在棱柱體渠道中，當(dāng)斷面形狀、尺寸和流量 一定時，均勻流 正常水深 h0= hk 時 ，所對 應(yīng)的渠底底坡稱為 臨界底坡 ik。 常發(fā)生于 閘、壩及陡槽等泄水建筑物下游。 水利工程中常用水躍消能 .保護河床免受急流沖刷、淘刷 水跌： 緩流 到 急流 時水面急劇降落的局部水力現(xiàn)象。 。 如圖 ， 緩坡渠道 后接一陡槽 ， 水 流經(jīng)過連接斷面 時的水深可以認(rèn) 為是 臨界水深 ， 水跌發(fā)生流態(tài)轉(zhuǎn) 換時 ， 在轉(zhuǎn)換處 通過臨界水深 ， 但水面是連接面 ， 不同于水躍表面漩滾形成的不連續(xù)面 。 水躍流動特征 ?水躍下部：主流區(qū)，流速由快變慢，急劇擴散 ?水躍中水體摻入大量空氣 ?水躍上部：水面劇烈回旋的表面旋滾區(qū) 表面旋滾區(qū)與下部主流區(qū)附近大量質(zhì)量、動量交換，紊動摻混極為強烈 ,界面上形成橫向流速梯度很大的剪切層 . Lj h2 a h1 2 2 1 1 將表面水滾的 首端稱為躍首 （ 躍前水深 h1） ， 尾端稱為躍尾 （ 躍后水深 h2） ， 首尾間距離稱 為 躍長 L， 高差為 躍高 a， 躍首與躍 尾的水深稱為 共軛水深 。試用三種方法判別 該渠道在均勻流時的流態(tài)。 kkk iiiiii ???臨界坡臨界流陡坡急流緩坡緩流。 ? 靜止水 V=0 ghc ??? 運動水 V ghvvcc ????’弗勞德數(shù)法 弗勞德數(shù)： ghvcvFr ?? —— 表征動能 1?Fr —— 緩流 1?Fr —— 急流 1?Fr ——臨界流 勢能動能波速流速2222222??????hmgmvhgvhgvcvFr 斷面比能法 z0 h cosθ h z z0 θ 0 0 v Q 上圖為一明渠非均勻流，以渠底為基準(zhǔn)面， 過水?dāng)嗝鎲挝灰褐氐目偰芰繛? 22222 gAaQhgavhEs ???? ?? c osc os當(dāng)?shù)灼?θ （ 6176。 常見于 底坡平緩的渠道或枯水季節(jié)的平原河流中。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?iAniARnQ ??? 校核 過流能力 問題 Q ? 設(shè)計渠槽的 底坡 i ? 設(shè)計渠槽 斷面尺寸 b h 校核渠道輸水能力 已知 m b h n i,求 Q 【 例 】 設(shè)計渠槽的底坡 i 已知 m b h n Q,求 i 設(shè)計渠槽斷面尺寸 已知 Q m n i,求 b h 例如，邊坡為混凝 土護面，底部為漿 砌卵石的渠道 明渠斷面周界上糙率不同的明渠均勻流 n1 ,χ1 n2 ,χ2 n1 ,χ1 n2 ,χ2 天然河道主槽與 河灘糙率不同 主 槽 灘 地 引入綜合糙率 nr， 其他計算同前 當(dāng)渠道流量變化大時，斷面形狀采用復(fù)式斷面 復(fù)式斷面明渠均勻流的水力計算 例如，
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