明渠流动的基本原理及其应用.ppt

讨论式中将以上各值代入（2）式中，并把方程中同一断面的水力要素列在等式的同一端，得（3）第137页,共147页，星期六，2024年，5月讨论式（3）中凡具有u与d脚标者分别表示流段上游及下游断面的水流要素。可见，方程的两端各是上游水位和下游水位的函数，。（4）令式（3）可写成第138页,共147页，星期六，2024年，5月讨论逐段试算法步骤如下：2.若已知下游断面的水位(或已知上游断面水位，其方法完全相同），按式（4）求出值。因为在式（4）中Q一定，Ad2可以求出，流量模数通常动能修正系数，局部阻力系数为已知，将已知量代入（4）式可求出1.首先把河道划分成若干个计算流段第139页,共147页，星期六，2024年，5月讨论3.假定若干上游断面水位，按（4）式的第一式可算出相应的若干值，并绘制关系曲线，如图所示。图1第140页,共147页，星期六，2024年，5月讨论4.因为，由图1可求出，将其做为下一个流段的下游水位值，这样依次类推。如图2所示，已知a-a，求b-b，再由b-b断面依次往上类推，便可求出上游各断面的水位值。从而得到全河道的水面曲线。（图2）a-ab-b第141页,共147页，星期六，2024年，5月MF2nn0812027分析题第142页,共147页，星期六，2024年，5月题目梯形水力最佳断面的宽深比与边坡系数m有关第143页,共147页，星期六，2024年，5月讨论均匀流公式满宁公式把满宁公式代入均匀流公式，整理可得水力最佳断面定义：在底坡及糙率已定的前提下，过水断面一定时通过的流量最大，该断面称为水力最佳断面。（1）第144页,共147页，星期六，2024年，5月讨论根据水力最佳断面的条件，由（1）式分析可知：在过水断面面积A、渠道底坡I、糙率n一定时，若流量Q最大，则湿周应最小。根据以上分析可得对于梯形断面将以上两式分别对h求一阶导数，根据水力最佳断面条件得第145页,共147页，星期六，2024年，5月讨论以上二式中消去后，解得令，称为宽深比，水力最佳断面的宽深比用表示第146页,共147页，星期六，2024年，5月题目何谓断面比能？断面比能与断面总能量有何区别？第105页,共147页，星期六，2024年，5月解答及讨论以通过渠底的水平面为基准面o-o，则过水断面上单位重量液体的总机械能称为断面比能，并以ES来表示。断面比能：ooh第106页,共147页，星期六，2024年，5月解答及讨论a.断面比能ES只是总机械能E中反映了水流运动的那部分能量，二者相差的数值是两个基准面之间的高差Z0。断面比能与断面总能量区别：oohZ0oo断面比能总机械能第107页,共147页，星期六，2024年，5月b.总机械能E沿程减少，断面比能ES沿流程可以增加、减少或不变。只有在均匀流中，断面比能沿程不变。c.基准面的选择不同；总机械能E的基准面可任取水平面，而断面比能ES只能以过断面最低点的水平面为基准面。解答及讨论第108页,共147页，星期六，2024年，5月MF2nn0812020简答题第109页,共147页，星期六，2024年，5月1、明渠均匀流有何特征？2、明渠均匀流形成条件是什么？题目第110页,共147页，星期六，2024年，5月解答及讨论1、明渠均匀流特征：a.过水断面的形状、尺寸、和水深沿程不变，因而过水断面的面积不变。b.过水断面上的流速分布和断面平均流速沿程不变，因而水流的动能修正系数和流速水头也沿程不变。c.总水头线、水面线、和渠底线互相平行，也就是水力坡度J、面坡度Jz、渠底坡度i、三者相等。第111页,共147页，星期六，2024年，5月解答及讨论2、形成条件：a.明渠水流为恒定流b.流量沿程保持不变，没有水流的汇入和分出c.明渠在足够长范围内是顺直棱柱体d.明渠底坡为正坡并且足够长距离保持底坡大小不变e.明渠粗糙系数沿程不变f.明渠段没有闸、坝、桥、涵、陡坡、跌水等建筑物对水流的局部干扰；距进出口有一定距离，进出口对水流的影响已可忽略第112页,共147页，星期六，2024年，5月MF2nn0821021简答题第113页,共147页，星期六，2024年，5月1、缓流和急流各有何特点？2、如何判别缓流和急流？题目第114页,共147页，