水力学工程应用能力综合训练书.DOC

水力学工程应用能力综合训练书 指导老师： 学生姓名： 学 号： 专 业： 年 月 目录 前言 … …………………………………………………….2 目的和意义………………………………………………….3 计算内容…………………………………………………….3 工程资料…………………………………………………….3 练习任务……………………………………………………4 计算过程…………………………………………………….7 小 结…………………………………………………….？ 参考文献…………………………………………………….？ 前言 水力学是一门技术基础课，该课程具有理论性强、公式多、水流运动型太复杂、与工程实际联系密切等特点。为了加深同学们对水利工程泄水建筑物的认知和理解，让同学们去自已去设计并进行计算。 之所以进行水力学实训，进行泄洪隧洞，河岸溢洪道的设计与校核。就是为了加深同学们动手设计实践能力，对水利工程项目进一步研究！这对于深化巩固所学过的理论知识，加深对有关公式及图表的实用范围和使用方法的印象，培养灵活运用知识，独立解决实际问题的能力，初步了解工程设计中水力计算的基本内容，调动和提高学习专业课的积极性，为水利专业课和实践能力的培养打下牢固的基础有着十分重要的意义。 因而对于这次实训，希望同学们能够做到人人动手实践，动手计算，对各种计算要认真落实，校核。并对水利枢纽泄水建筑物的运用情况，进行设计，验证，是否达到安全程度。相信同学们会好好的认真对待这次水力学实训。 1、目的和意义 水力学是一门技术基础课，该课程具有理论性强、公式多、水流运动型太复杂、与工程实际联系密切等特点。而这些也给我们带来学习的困难，在每一章内容中除了阐明水力学基本原理之外，只是解决一两个水力学问题，在实际工程中的水利学计算，一般包括几类水力学问题。因此，在理论课结束后，安排一定的时间，对同学们进行一次较全面，较系统的理论联系实际的训练，让同学们综合运用所学过的知识，去解决实际生产课题，是十分必要的。这对于深化巩固所学过的理论知识，加深对有关公式及图表的实用范围和使用方法的印象，培养灵活运用知识，独立解决实际问题的能力，初步了解工程设计中水力计算的基本内容，调动和提高学习专业课的积极性，为水工专业课和实践能力的培养打下牢固的基础有着十分重要的意义。给我们初步了解工程设计中水利学计算的基本内容，对我们水利专业课和实践能力具有十分重要的意义。 2、计算内容： 1、隧洞水力学计算 2、渠道及闸室水力学计算 3、溢洪道及消能的水力计算 3、工程资料 图示为某水利枢纽布置图，由下列土坝、泄洪隧洞、溢洪陡槽（包括进水堰、槽身、下游消能池）等几部分主要工程组成。 图1 水利枢纽平面布置示意图 根据规划得知： 最高洪水位▽340米,正常挡水位▽330米。 4、练习任务 4.1任务一：泄洪隧洞水力计算。 图2 泄洪洞沿中心线剖面图 已知泄洪隧洞布置如图。选定洞径d=6.5米。水库最高水位▽340米。隧洞进口中心高程▽280米。出口中心高程▽255米，为自由出流。 隧洞进口为方形，断面尺寸为6.5×6.5米2。进口采用喇叭口，并有两道闸门门槽，进口段后面是渐变段，隧洞全长584米，各段长度、尺寸见动身剖面图。洞身全部由混凝土衬砌，计算要求： 1、求下泄流量Q和水库水位的关系曲线，并给出当水库水位为▽300米、▽310米、▽320米、▽340米时下泄流量。 2、确定在库水位为▽300米、▽340米时的洞内压力分布。 3、为了估计发电效能，今考虑水库水位保持在▽340米，在隧洞出口D处接上水轮发电机组，并设水流经过水轮机原流速很小，亦即剩余能量很小，试验出引用流量和理想发电功率的关系曲线。 N=9.81QH千瓦 式：N——功率（千瓦） H——D点净水头（米） Q——引用流水量（米3/秒） 4.2任务二：引水渠道水力计算 图3 灌区进水闸及引水渠道中心线剖面图 现为下游农田进行灌溉，需增设一灌区进水闸及引水渠道。（包括进水闸、渠身、跌水、渠道）。根据灌溉及其它用水的需要，要求进水流量Q=30米3/秒，闸上游为水库，设计水位高程▽330米，闸尺寸根据规划初步选定孔数n=3，每孔净宽b=1.5米，边墩及闸墩均为半圆形，闸墩厚度δ=1.0米，闸下游为梯形断面粘土土渠，宽度b=7.5米，边坡系数m=2，底坡i=0.0016，长度l=10公里，计算要求： 确定在设计流量和设计水位时的闸门开度。（闸底高程为326米。） 闸下是否需要设计消能建筑物，若需要，设计出消力池形式、高程和尺寸。 绘制渠道中的水面曲线。 4.3任务三：泄洪陡槽水力计算 右岸泄洪陡槽进口部分为W