第7章 节 明渠恒定流动 工程流体力学电子教案.ppt

第7章 明渠恒定流动 ;一、明渠的分类 ;2、底坡 ? 底坡i——渠道底部沿程单位长度的降低值。 ? 平坡（horizontal bed） ：i=0，明槽槽底高程沿程不变者称为平坡。 ? 正坡（downhill slope）：i0，明槽槽底沿程降低者称为正坡或顺坡。 ? 逆坡（adverse slope）：i0，明槽槽底沿程增高者称为反坡或逆坡。 ;三、明渠均匀流的发生条件 ? 1、底坡和糙率沿程不变的长而直的棱柱形渠道； ? 2、渠道必须为顺坡(i0)； ? 3、渠道中没有建筑物的局部干扰； ? 4、明渠流必须是恒定的，沿程无水流的汇入、汇出，即流量不变。 ;第二节? 明渠均匀流的基本公式 ;四 、明渠均匀流水力计算的基本问题 ;1.水深h已定，求相应的底宽b ;五、复式断面渠道的计算 ??? 整个明渠的流量为各个单式断面的流量之和，如图;;此时 ;;第三节? 无压圆管均匀流;;二、圆形无压管流计算的基本公式 ; 明渠均匀流是具有自由液面的无压流，又是在重力作用下产生流动的重力流。 ? 1.明渠均匀流有两个重要水力特征： ? 2.明渠均匀流的产生条件： ??3.明渠均匀流的基本公式是谢才公式：??????????? ? 4.水力最优断面只是水力最优，从使用、施工及造价等方面来说，未必“最优”。 ?对于梯形 / 矩形 /圆形断面： ;第八章 堰流;二、堰的分类 ;2.根据上游渠道宽度B与堰宽b的关系， 3.根据堰与水流方向的交角： 4.按下游水位是否影响堰流性质： 5.按堰口的形状： 堰可分为矩形堰、梯形堰、三角堰。 ; 从能量角度看，堰流和过程是一种势能转化为动能的过程。 以自由溢流无侧收缩矩形薄壁堰为例：;四、薄壁堰 ? 薄壁堰主要用作量水设备。堰口横断面形状不同，相应的流量系数也不同。 ;4.矩形薄壁堰的淹没判别条件 1）堰下游水位高出堰顶标高，即zH；——必要条件 2）在堰下游发生淹没式水跃衔接，即hthc ——充分条件 淹没溢流时，不仅堰的过水能力降低，而且下游水面波动较大，溢流不稳定。所以用于测量流量用的薄壁堰，不宜在淹没条件下工作。 ;（二）三角形堰 ??? 通常用于实验室作小流量测量。 当堰为直角三角堰时： ?????? ? ??? 适用条件：