水跃的水力计算渠道水力计算.ppt

/////////////渠道水力计算(6)——水跃的水力计算目录水跃和水跌的概念01020304水跃基本方程水跃共轭水深计算（矩形渠道）水跃长度（矩形渠道）05水跃发生位置和水跃形式渠道水力计算渠道水力计算水跌水跃水力学中把这种水流由缓流过渡到急流时发生的水面急剧降落的局部水力现象，称为水跌。水跃是明渠水流由急流过渡到缓流时发生的水面突然跃起的局部水力现象，属于明渠急变流。在水流流态为缓流的明渠中，由于底坡突然变为陡坡引起水面急剧降落，水深由大于临界水深（缓流）变为小于临界水深（急流）。请注意：只有从急流向缓流的过度才能发生水跃，水跃的实质是流态的变化，并非水面有上升就可以称为水跃，水跌亦然。渠道水力计算水跃的内部结构大体上可分为上下两部分：上部是一个做剧烈回旋运动的表面旋滚，水流翻腾滚动，掺入大量气泡；下部是急剧扩散的主流。表面旋滚区和下部主流区的液体质点不断混掺，水流紊动剧烈，运动要素急剧变化，旋滚与主流间质量不断交换，使水跃产生了较大的能量损失。因此，水利工程中常利用水跃来消除泄水建筑物下游水流的巨大动能，以保护建筑物和下游河道免受冲刷。水跃消能渠道水力计算渠道水力计算由于水跃属于明渠非均匀急变流，水跃段能量损失很大，不能忽略，但又是未知的，没有确定水跃能量损失的计算公式，所以不能用能量方程来推导水跃基本方程，只能用动量方程推导。水跃函数水跃方程水跃曲线渠道水力计算渠道水力计算根据弗劳德数定义，又可以写成水跃曲线告诉我们：跃前水深越大，跃后水深越小；跃前水深越大，跃后水深越小渠道水力计算渠道水力计算渠道水力计算渠道水力计算根据水跃位置决定hc的共轭水深与下游水深的相对大小，可能出现以下三种情况：临界式水跃远离式水跃淹没式水跃渠道水力计算1）当，跃前断面正好在收缩断面，这种水跃称为临界式水跃。渠道水力计算2)当，由共轭水深的关系可知，在一定流量下跃前水深越小，跃后水深越大，因此水流从收缩断面起要流动一段距离，至水深由增至，才发生水跃。由于水跃发生在收缩断面下游，这种水跃称为远离（远驱）式水跃。渠道水力计算3)当，这时下游水深要求一个比更小的跃前水深与之对应。从理论上讲，此时水跃的起始断面应在收缩断面的上游，整个水跃将被推向上游，使收缩断面处于水跃漩滚之下，这种水跃称为淹没式水跃。渠道水力计算1.某灌溉渠道为矩形断面，底宽b=4m，通过的流量Q=12m3/s。当渠道中发生水跃时，已知跃前水深0.3m，求：（1）跃后水深；（2）水跃长度。练习题水利水电建筑工程本次课到此结束，谢谢！渠道水力计算/////////////