第6章 水工明渠6.1-6.2

《第6章 水工明渠6.1-6.2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、Steadynon-uniformopenflow第六章明渠恒定非均匀流1.明渠非均匀流特点本章主要内容：2.明渠水流的流态和断比能变化特点3.明渠非均匀渐变流运动规律4.水面线分析与计算5.河道水流特点1.边界变化引起自由水面调整概述明渠非均匀流特点渐变流各种水面曲线急变流水跃和水跌v壅水曲线v降水曲线大坝桥vv雍水曲线水跃v降水水跌闸门跌坎水跌水跃HydraulicdropHydraulicjumpHydraulicdropHydraulicjump3.三线不平行，JJzi2.过水断面、流速、水深沿程变化v大坝JJz

2、i6.1明渠水流的流态一、明渠水流中干扰波的传播特点v~vw(1)静水vwvwvw-vvw+v(2)vvwv2vw(4)v=vwv二.明渠水流三种流态临界流:v=vw急流:v>vw缓流:vvw急流v=vw临界流3.明渠流流态的判别hg

3、vw=干扰波波速Fr<1缓流Fr>1急流Fr=1临界流hgvFr=重力惯性力=(2)佛汝德数：226-2断面比能与临界水深一、明渠流的能量特点1.断面比能Es:ES222gAaQh22gavh+=+=断面比能Es与总能量E关系：E=f1(s)Es=f2(s)h00v(小底坡)对于小底坡明渠断面比能为：2.断面比能Es变化特点：dABdh21FrdhdEs-=)(BAh=25ABhkKEsmin断面比能曲线:Es~hhEs缓流急流dEsdh>0Fr<1dEsdh=0Fr=1dEsdh<0Fr>1临界流21FrdhdEs-=kkBA

4、gaQ32=3.临界流方程在临界流时:临界流方程：矩形断面：B2hk3gaQ2=4.临界水深hk（criticaldepth）(1)矩形断面：gaqgBaQhk22233==B2hk3gaQ2=临界水深hk:单宽流量:q＝Q/B(unitdischarge)临界流时：hk=vk2/g,hk/2=vk2/2gEsmin=3hk/2＝3vk2/2g4.临界水深hk（criticaldepth）(2)任意断面：1）试算法（trailerrormethod）：kkBAgaQ32=初设hk1－按矩形断面hk30（1）试算法（）给定流量Q及

5、明渠断面形状、尺寸，式的左端为一定值，该式的右端乃仅仅是水深的函数。于是可以假定若干个水深h，从而可算出若干个与之对应的值，当某一值刚好与相等时，其相应的水深即为所求的临界水深hK。31然后将这些值点绘成:h~A3/B关系曲线图，在该图的横轴上，量取其值为A3/B的长度，由此引铅垂线与曲线相交于C点，C点所对应的h值即为所求hK。2）图解法(diagrammatizingmethod)图解法的实质和试算法相同。假定不同水深h，得出若干相应的A3/B值，（3）等腰梯形断面图解法对于等腰梯形断面有：Bbhmθ1△h代入临界流方程：3

6、3求解过程：Q/bh’k(m/b)h’k查图hk/h’khkhkKEsminhEs缓流急流临界流判别流态：h>hk,缓流hhk急流v>vwFr＞1h

7、×5=9.25m2∴Q=A×CRi=10m3/ssmAQv/08.185.1510=×==解:v85.18.908.1×==ghFr1254.0<=缓流(2)求佛汝德数Fr解:h0>hk显然是缓流(3)临界水深hkm74.0=gbaQhk5108.9133222çèæ==øö(三)水跃和跌水1.跌水：由缓流向急流过渡产生跌水h1hkh2从缓坡到陡坡的水面线i＜iki＞ikh1hkh22.水跃：由急流向缓流过渡产生水力突变现象2Ljh11Khk12h2K