河道水流的特性ppt課件-資料下載頁
2025-05-05 01:36本頁面
【正文】 具有一定過水?dāng)嗝婧捅冉档暮拥溃鞯牧魉儆卸啻?，不僅決定能通過多大流量，而且直接與泥沙運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度有關(guān)，因此研究水流阻力損失一直是河流動(dòng)力學(xué)的基本問題。 167。 13 河道水流中的阻力損失 一、 河道水流阻力損失根源 ? 一般管道或明槽水流的阻力損失與河道水流阻力損失的差異主要來源于二者紊動(dòng)的差異 。 ? 紊源除了普通意義的粗糙邊璧外，還包括河勢、河相、成型淤積體、河底或河岸的大凸大凹、沙紋及沙波等 ， 167。 13 河道水流中的阻力損失 一、 河床床面水流阻力的分解 沖積河流阻力 沿程阻力 河底的床面阻力 沙粒阻力 沙波阻力 河岸、邊壁阻力 局部阻力 源于河流平面形態(tài)特征阻力，如主流線的擺動(dòng)、河彎、河谷的突然擴(kuò)寬等 源于個(gè)別特大粗糙的阻力，如孤石、小島、潛灘等。 167。 13 河道水流中的阻力損失 二、 明渠二維水流的阻力損失 表達(dá)方式 ? 對于恒定、均勻的明渠流動(dòng)，可以用水流的能坡、斷面平均流速、水力半徑和反映邊壁粗糙狀況的阻力系數(shù)這四個(gè)物理量建立水流的斷面平均流速公式，也可以稱為阻力方程。 ? 水力學(xué)中一般常用阻力系數(shù)有 達(dá)西阻力系數(shù) λ，糙率系數(shù) n，和謝才系數(shù) C表示水流阻力，其中阻力系數(shù) λ無量綱，糙率系數(shù) n和謝才系數(shù) C是有量綱的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)： ?1775年，謝才（ ）： （ 13） ?1888年，達(dá)西 —魏斯巴赫（ DarcyWeisbach）： （ 14） ?1890年，曼定公式： （ 15） 式中， v斷面時(shí)均流速； R水力半徑； J比降，水力坡度； g重力加速度； （ 16） RJCv ?gvRLhJ f241 2???21321 JRnv ??gRnC81 61 ???1938年， keulegan(坎萊根 )提出如下的對數(shù)型斷面平均流速公式： （水力光滑區(qū)） （ 17） （水力粗糙區(qū)） （ 18） Ks——邊壁粗糙尺度 ，反映邊壁粗糙突起程度。此式對不同形狀斷面的棱柱形明渠適用。 ?Einstein統(tǒng)一公式 )l g ( ** ?RUUU ??)l g (* skRUU ??) (* skRUU ???? “糙率系數(shù)” n，也稱 滿寧 (Manning) 系數(shù) 、 糙率 。其 內(nèi)含是極為復(fù)雜的 。 它直接與水流中的紊源和紊動(dòng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，與大至河勢，小至河床床沙粒徑有關(guān) 。 ? 天然河流中的流動(dòng)一般都處于紊流阻力平方區(qū)，如果流動(dòng)可視為二維的，或河岸、河底具有相同的糙率，則 n與水深無關(guān)。 ? n有時(shí)與水流狀態(tài)有關(guān)，這很大程度上是天然河底、河岸邊界的可變性造成的。 幾個(gè)概念簡析 幾個(gè)概念簡析 粗糙高 Ks：是天然壁面的當(dāng)量粗糙高，它綜合反映 壁面粗糙程度 、 形式 和 分布 等因素對水流的影響。不僅只反映槽壁的 粗糙程度 ，同時(shí)還與粗糙的 形式 和 分布狀況 有關(guān)。在河道和明渠中，粗糙程度、形式和分布都是不均勻的，也是隨機(jī)的， Ks是反映這些因素的一個(gè)綜合參數(shù)。 通常采用實(shí)測的方法來確定 Ks，即測出河槽的流速分布和U*，再用槽壁流速公式反推粗糙高。 也有人用床沙情況來初估 Ks，如對于均勻床沙，采用Ks=， d為床沙粒徑；如對于非均勻床沙，采用Ks=d65， d65為床沙組成中出現(xiàn)概率是 65%的粒徑；不同實(shí)驗(yàn)條件不同，僅供參考。 槽壁流速公式 : 幾個(gè)概念簡析 摩阻流速 U*： 摩阻流速 U*反映了水流的紊動(dòng)情況，廣泛應(yīng)用在泥沙研究中。 U*與脈動(dòng)強(qiáng)度的數(shù)值大小相當(dāng)。 τ0是起動(dòng)拖曳力，即泥沙處于起動(dòng)狀態(tài)的床面剪切力。 ?? 0* ?? gR JU2*0 URJ ??? ??
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