水力学与桥涵水文课程设计

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1、水力学与桥涵水文课程设计《水力学与桥涵水文》课程设计任务书（土木工程专业）年级：2010级学院：土木建筑学院专业：隧道与城市轨道交通工程班级：2班姓名：学号：重庆交通大学1、为测定某阀门的局部阻力系数?，在阀门上下游装设三个测压管，已知水管直径d＝50?mm，实测数据?1＝150?cm，l12＝1?m，?2＝125?m，l23＝2?m，?3＝40?cm，?=3?m/s，试计算阀门的?值。解：由已知条件可得：d?50mml12?1m?1000mml23?2m?2000mm?l121000ld=50=20<100023d=200050=40<1000即该

2、水管满短管的条件，应计算沿程水头损失、局部水头损失及流速水头损失对于l12段：p1v2zp22v1+?+2g=z2+?+2g+hw1-2其中h?l12v2w1-2=hf1-2=d2g即z+p1?+v2p2v212g=z2+?+2g+hf1-2p1v2zp2v2l212v1+?+2g=z2+?+2g+?d2g??=2gdl2(p1?-p2?)=2gd2?9.8?0.05l2(?1-?2)=2?(1.5-1.25)=0.02712v12v1?3对于l12段：p2v2zp23v2+?+2g=z3+?+2g+hw2-32其中即l23v2v2hw2-3=hf2-3+hj2

3、-3=?+?d2g2gp3v2v2z2++=z3+++hf2-3+hj2-3?2g?2gp2p3l23v2v2v2v2z2++=z3+++?+??2g?2gd2g2gp2?l23v2l23v22gp2p32g?=2(--?)=2(?2-?3-?)v??d2gvd2g2?9.82?32=?(1.25-0.4-0.027?)=0.762320.05?2?9.8所以阀门的ζ的值为0.0762.2、水面线定性分析解：分析方法：①根据给定的已知条件，判别去到底破的类型。②根据坡度类型绘出N?N线和K?K线（注意其相对位置），并将流动空间分成不同的区域。③如果已知某一控制水

4、深，即可在相应的流区内定出其水面曲线的类型。④分析水面曲线两端的界限情况，便可确定水面曲线形状。分析结果如下列图所示：3图2-1图2-1中，i1?ik段、i2?ik段和i3?ik段均为顺坡渠道。水流从i1?ik段过渡到i2?ik段时，由急流向临界流过渡，会在i2?ik段c区以c型曲线过渡到正常水深；水流从i2?ik段过渡到i3?ik段时，由临界流向缓流过渡，会在i2?ik段a区以a型曲线过渡到正常水深。图2-2图2-2中，i1?ik段和i3?ik段均为顺坡渠道。水流从i1?ik段过渡到i2?ik段时，由急流向缓流过渡，会在i1?ik段产生水跃。4图2-3图2-3

5、中，i1?0段为逆坡渠道，i2?ik段为顺坡渠道。会在i1?0段b'区通过b'型降水曲线过渡到缓流。图2-3图2-4中，i?ik段为顺坡渠道。水流从i1?ik段过渡到i2?ik段时，由缓流流向断口，会在i1?ik段产生水跌。图2-5图2-5中，i1?0段为顺坡渠道，i2?0段为逆坡渠道。水流从i1?0段过渡到i2?0段时，由急流向逆坡过渡，会在i2?0段产生水跃；从i2?0段流向断口时，会产生水跌。5图2-6图2-6中，i1段、i2段和i3段均为顺坡渠道且i1?ik、i2?ik及i3?ik。水流从i1?ik段过渡到i2?ik段时，由急流向缓流过渡

6、，会在i1?ik段产生水跃；水流从i2?ik段过渡到i3?ik段时，由缓流向急流过渡，会在i2?ik段产生水跌，在b区以b型曲线过渡到正常水深。3、流量泥沙计算详见相关excel表格解：⑴.断面测算：水深为水位与河底高程之差，即h水深=h水位-h河平均水深为两个相邻水深的平均值，即h水深?h水深i?h水深i?12垂线距离为两个相邻起点距之差，即h垂=h起i-1-h起i垂线间面积以测速垂线为分界，岸边部分面积按三角形计算，中间部分面积按梯形11计算，即岸边S垂=S岸边=h水深?L=h水深h垂,中间S垂=S中间=(h水深i+h水深i+1)?L=h水深h垂22其中h水

7、深—测深垂线所在位置的水深；?L—为测深垂线之间的距离。部分面积是相邻测速垂线之间的垂线间面积之和，即S部=?S垂⑵.流速测算：部分面积平均流速为相邻垂线平均流速之间的平均值，对于岸边的部分面积平均流速由相邻垂线平均流速适当折减；即v部=v垂i+v垂i+126对于岸边v部=?v垂，其中死水边?=0.6，斜坡岸边?=0.7，不平整坡岸边?=0.8，光滑陡岸?=0.9.本题按斜坡岸边处理，即v部=0.7v垂⑶.流量测算：部分流量为部分面积与部分面积平均流速之积，即Q部=v部?S部断面流量为部分流量之和，即Q断=?Q部断面面积为部分面积面积之和，即S断=?S垂Q断平均

8、流速为断面流量与断面面积