北京建筑工程学院水力学第10章.pdf
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第十章 明渠流
明渠流基本概念
棱柱渠道与非棱柱渠道:
断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道是棱
柱渠道,否则是非棱柱.
渠道断面:
规则断面与不规则断面
底坡:
顺坡
逆坡
平坡
tgθ ≈sinθ
顺坡 平坡 逆坡
§10-1恒定明渠均匀流
一、恒定明渠均匀流的特性与其发生条件
特性:水深,断面平均流速,断面速度分布沿程都
不变。
J =J =i
Z
发生条件:
1、恒定,2、流量沿程不变,
3、长直棱柱顺坡,4、粗糙系数不变,
5、无局部干扰(局部损失),6、远离进口
二、明渠均匀流基本公式-谢齐公式
v C RJ C Ri Q Av AC Ri
Q CA RJ K J K i
K 称为流量模数,是单位
K CA R 底坡的流量。
其中C称为谢才系数, 1 1/ 6
通常用曼宁公式计算 C R
n
三、明渠的水力最优断面和允许流速
1、梯形断面的几何要素
水面宽 B
渠底宽b
边坡系数m
水深h
断面面积A
水力半径R
m ctgα
水面宽 B=b+2mh
过水断面积 A=(b+mh)h
2
湿周 χ=b+2h 1+m
A
水力半径 R=
χ
2、水力最优断面
当断面面积A ,粗糙系数n及渠底坡度i一定时,使流
量Q达到最大值的断面称为水力最优断面
或者流量Q、粗糙系数n及渠底坡度i一定时,使断面
面积A达到最小值的断面称为水力最优断面
水力最优断面
⎛1 1/ 6 ⎞ i1/ 2 5/ 3 −2/ 3
Q AC Ri A⎜ R ⎟ Ri
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