水力學(xué)第五章明渠恒定均勻流(編輯修改稿)
2025-05-27 03:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 過已知的設(shè)計(jì)流量時(shí)面積最小，或者是過水面積一定時(shí)通過的流量最大。符合這種條件的斷面，其工程量最小，稱為 水力最佳斷面 。 18 第五章 明渠恒定均勻流 水力最佳斷面及允許流速 把曼寧公式代入明渠均勻流的基本公式可得： 19 討論： 1）具有水力最佳斷面的明渠均勻流，當(dāng) i，n， A 給定時(shí)，水力半徑 R 最大，即濕周 最小的斷面能 通過最大的流量 。 2） i， n， A 給定時(shí)，濕周 最小的斷面是圓形斷面，因?yàn)榘雸A形的過水?dāng)嗝鏀嗝媾c圓形斷面的水力半徑相同，所以，在明渠的各種斷面形狀中，半圓形斷面是水力最佳的。 ??20 梯形過水?dāng)嗝媲赖乃ψ罴褦嗝? 根據(jù)水力最佳斷面的條件 21 梯形過水?dāng)嗝媲赖乃ψ罴褦嗝? 以上二式，消去 db/dh，得：梯形水力最佳斷面的寬深比值 因?yàn)? 故 梯形水力最佳斷面的水力半徑等于水深的一半 。 矩形斷面可以看成為 m＝ o的梯形斷面，得： 22 結(jié)論： 1）梯形水力最佳斷面的寬深比僅是邊坡系數(shù) m 的函數(shù)。 2）在任何邊坡系數(shù)的情況下，水力最佳梯形斷面的水力半徑 R 為水深 h 的一半。 23 結(jié)論： 3）矩形或梯形水力最佳斷面實(shí)際上是半圓的外切多邊形斷面。 24 結(jié)論： 4）在一般土渠中，達(dá)坡系數(shù) m＞ 1，則按 ()式 所以 ＜ 1，即梯形水力最佳斷面通常都是窄而深的斷面。這種斷面雖然工程量最小，但不便于施工及維護(hù)；所以，無襯護(hù)的大型土渠不宜采用梯形水力最佳斷面。 m?11])211([2)11(2)1(221111222 ????????????????mmmmmmmmmhbxxxm?時(shí)，當(dāng)25 水力最佳斷面及允許流速 二、允許流速 允許流速是為了保持渠道安全穩(wěn)定運(yùn)行在流速上的限制，包括不沖流速、不淤流速和其它運(yùn)行管理要求的流速限制。在實(shí)際明渠均勻流計(jì)算中必須結(jié)合工程要求進(jìn)行校核。 26 不沖流速 渠道中的流速 應(yīng)小于不沖允許流速 ，以保證渠道免遭沖刷。不沖允許流速 與渠道建筑材料的物理特性 (如上渠中土壤的種類、級(jí)配情況、密實(shí)程度等 )和渠道水深有關(guān)。 v?vv?27 28 不淤流速 渠道中的流速 應(yīng)大于不淤流速 ，以保證水流中懸浮的泥沙不淤積在渠槽中。不淤流速 與水流條件及挾沙特性等多方面的因素有關(guān)。 其他要求 對(duì)航運(yùn)渠道及水電站引水渠道，渠中流速還應(yīng)滿足某些技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件及應(yīng)用
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