6第六章 明渠恒定非均匀流

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1、6明渠恒定非均匀流36-1一矩形断面渠道b为3m，Q为4.8m/s，n为0.022，i为0.0005。求（一）水流作均匀流时微波波速；（二）水流作均匀流时的佛汝德数；（三）从不同角度判别明渠水流流态。思路：1、，vw=ghh为均匀流水深。v2、，F=v为平均流速。rwww.aidaan.cngh3、vw和v，Fr爱答案学习资源网解：（一）用查图法求均匀流水深：hQ4.83Km===214.66/si0.00052.672.67b3==3.98nK0.022214.66×2.67b由m==0，3.98查附图可得：nKhb/=⇒==×=0.6h0

2、.6b0.631.8m微波相对波速：www.aidaan.cnvgw==×=h9.811.84.2/ms爱答案学习资源网（二）求佛汝德数：平均流速：v=Q/A=8.4/(3×)8.1=.089ms/v.089F===.0212rgh9.81×1.8（三）判别水流流态：用微波波速：v

3、流量为Q2时临界水深；（三）流量为Q1及Q2时，判别明渠水流作均匀流的流态。思路：2331、αQAAkh~=gBBk2、由q查hK’，由hK’m/b查hK/hK’，求得hKwww.aidaan.cn3、比较均匀流水深h与hK爱答案学习资源网22（一）αQg/=1×8.9/81=.6531假设一系列的水深h，计算值列于下表：23h(m)B(m)A(m)A/B0.208.401.640.530.408.803.364.300.609.205.1614.403A根据上表的数据绘制h～曲线，如下图：B0.700.600.500.40h0.300.20

4、0.100.000.00www.aidaan.cn3.006.009.0012.0015.003A/B32AαQ由=1=.653，可得h=.047mK1Bg爱答案学习资源网3（二）用图解法：q=Qb/=168/=2ms/−m2m1查附图，得：h'=.074m⇒h'=.074×=.0094mKKb8mh由h'可查得：K2=.098⇒h=.098h'=.098×.074=.073mKK2Kbh'K（三）判别流态用图解法求均匀流水深：3Q183当Q=8ms/时：K===206.56ms/1i.00015.267.267b8==88.96nK.001

5、4×206.56.267b由m=1，=88.96查附图得hb/=.007⇒h=.007b=.007×8=.056m11nK3当Q=16ms/时，同理可得h=.080m2www.aidaan.cn2h=.047m，h>h⇒水流为缓流k11k1h=.073m，h>h⇒水流为缓流k22k2爱答案学习资源网6-3有一无压圆管，管径d为4m，流量Q为15.3m3/s时，均匀流水深h0为3.25m。求：（一）临界水深；（二）临界流速；（三）微波波速；（四）判别均匀流时流态解：（一）计算临界水深hk用试算——图解法：23αQA=Kwww.aidaan.cn

6、gBK22αQ115.3×==23.89g9.8爱答案学习资源网假设一系列的水深，列表计算，成果见下表：hwww.aidaan.cn爱答案学习资源网3A根据表中的资料绘制h的关系曲线，如图所示，B3A当==23.89时，由曲线中得hm1.56kBwww.aidaan.cn爱答案学习资源网（二）计算临界流速vk可由表中资料绘h~A关系曲线，当h=1.56m时曲k线查得相应的面积A=4.58m2kBhkkk=−2(dh)=−=21.5641.56()3.9mQ15.3Vm===3.34/skA4.58k_4.58或Vg==×=h9.83.39/

7、mskk3.9www.aidaan.cn爱答案学习资源网()三计算微波波速vw已知hm=3.25,对圆形断面该水深相应的角为αoα3.252−cos==0.62522oα=×251.32102.6=oθθ==257.4相应的弧度为4.49弧度22d402A0=−=()θθsin()4.49sin257.4−=10.93m88Bh000=−2()dh=−=23.2543.25()3.12m_A10.930hm===3.50B3.12www.aidaan.cn0_vg==×h9.83.5=5.86ms/w0爱答案学习资源网()四判别均匀流的流态h

8、m=3.250hm=1.56khh>,水流为缓流0kQ15.3或v===1.4/msA10.930vm=5.86/swwww.aidaan.cnvv<,水流为缓流w