第7章明渠均匀流摘要.pptVIP

最优宽深比 最优断面面积 最优湿周 最优水力半径 梯形断面的边坡系数 m 梯形断面是最常见的一种人工渠道，一般不加衬砌，边坡的稳定性及边坡系数m选择由土壤力学性质决定。 水力最优断面存在的问题 当给定了边坡系数m，水力最优断面的宽深比b/h是唯一的。 水力最优断面往往为“窄深形”，达不到经济的目的。 实用经济断面存在可能性 给定A=const，绘出 ，由图可见χ 存在极小值。而χ在的极小值附近变化十分缓慢，即当χ有微小变化： ，水深h却有较大的变化范围，因而可从中选择一个合适的宽深比。定义实用经济断面： 最小流速要求：v0.3-0.4m/s（避免水草滋生） 当 Q=QMax ，V≠Vmax ① 校核过流能力：已知d, n, 和i, 求Q ② 设计底坡：已知Q, d, n, ，求 i ③ 设计d：已知Q, n, i和 ，求d 这类问题必须试算。 2.无压圆管设计规范 ①污水管道按不满流计算（污水管的最大设计充满度） 当通过渠道的流量变化范围比较大时，渠道的断面形状常采用复式断面。 复式断面明渠均匀流流量的计算，一般先将复式断面划分成几个部分，分别计算其流量： 典型习题分析 2、水力最优断面是： A、 造价最低的渠道断面； B、壁面粗糙系数最小的端面； C、对一定的流量具有最大断面积的断面； D、对一定的面积具有最小湿周的断面。 1、明渠均匀流可能发生在： A、平坡棱柱形渠道； B、 顺坡棱柱形渠道； C、逆坡棱柱形渠道； D、都有可能。 3．水力最优矩形断面，宽深比是： A、 0.5； B、 1.0； C、 2； D、 4。 B D C 4.在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将： A、增大 B、减小 C、不变? A、增大 B、减小 C、不变? 5.水力最优断面有何特点？它是否一定是渠道设计中的最佳断面？为什么？ 水力最优断面的水力半径是水深的一半 ,是一种窄深式断面，施工开挖、维修管理都不经济，所以它只是水力最优，不一定是设计中的最佳断面。 6.水力最优的明渠均匀流的水深增大一倍，渠宽减小一倍，其他条件不变，渠道中的流量将： A、增大 B、减小 C、不变? A、增大 B、减小 C、不变 D、不定? 7.在无压圆管均匀流中，如其他条件不变，正确的结论是： A、流量随充满度增大而增大 B、流速随充满度增大而增大 C、流量随水力坡度增大而增大 D、三种说法均不对 C * * （五）明渠均匀流的水力计算 已知b、h、m、i、n，求Q。 由均匀流计算基本公式： 对于梯形断面 代入流量公式可求出Q。 明渠均匀流的水力计算有3种类型： （1）验算已设计好渠道的输水能力： 例题：一电站已建引水渠为梯形断面， m =1.5，底宽b=35m， n = 0.03，i =1/6500，渠底到堤顶高程差为3.2m，电站引水流量 Q = 67m3/s。因工业发展需要，要求渠道供给工业用水。试计算超高0.5m条件下，除电站引用流量外, 还能供给工业用水若干？ 超高 b m=1.5 3.2 过水断面： 湿 周： 水力半径： 谢才系数： 流 量： 渠中水深： 保证电站引用流量下，渠道还可提供用水量： 77.4－67.0 =10.4 m3/s （2）设计渠道底坡i 已知Q、n，m，n，h、b、求i 主要用于：下水道（为避免沉积淤塞，要求有一定的自清速度） 、人工运河（控制流速以保障航运） 、渡槽等的计算。 渡槽又称高架渠,是一组由桥梁,隧道或沟渠构成的输水系统。用来把远处的水引到水量不足的城镇、农村以供饮用和灌溉。 世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区。公元前700余年,亚美尼亚已有渡槽。 例题： 一矩形渡槽，b = 2.0m，槽长l =120.m，进口处槽底高程 z1= 50.0m，槽身为预制混凝土，n = 0.013，设计流量Q =10.0m3/s，槽中水深h =1.8m。 （1）求渡槽出口底部高程z ？ （2）当渡槽通过设计流量时，槽内均匀流水深随底坡的 变化规律。 渡槽底坡i: 出口槽底高程： h ~ i 的关系曲线 （流量一定）： 1）i →0 ，h → ∞，平坡不可能出现均匀流 。 2）i 越大，底坡越陡，重力分力越大，流速愈大。 3）正