大学课程《水力学基础》PPT课件：专题九 明渠恒定均匀流.pptx

本章讲述明渠恒定均匀流的基本特性﹑形成条件﹑基本公式以及如何运用公式解决水利工程的均匀流计算等问题。明渠均匀流运动规律，是渠道设计的重要理论依据之一，广泛用于工程实践。同时它又是学习明渠非均匀流的基础，因此，应当熟练掌握基本概念﹑基本公式和基本方法。明渠水流的自由水面会随着渠道条件和水流条件而变化。所以在水力计算上，明渠流问题比有压管流问题要复杂一些。本章重点专题九明渠恒定均匀流本章学习指导明渠均匀流的特性和形成条件明渠流水力计算应考虑的几个问题明渠均匀流水力计算的类型和方法

天然河道、人工渠道统称为明渠。明渠中流动的液体称为明渠水流。当液体通过明渠流动时，形成与大气相接触的自由水面，表面各点压强均为大气压强，所以明渠水流为无压流。明渠水流也可分为恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、渐变流与急变流等。主要内容：明渠的几何特性明渠均匀流的特性明渠均匀流的计算公式明渠均匀流的水力计算水力最佳断面及允许流速复式断面明渠的水力计算本章学习指导专题九明渠恒定均匀流

返回§6-1概述第六章明渠恒定均匀流

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具有显露在大气中并且可以自由变动的自由水面，水面压强一般为大气压，其相对压强为零，大多是露天开敞式的。本章只讨论明渠恒定均匀流问题。明渠水流根据其空间点上运动要素是否随时间变化，可分为恒定流和非恒定流；根据其运动要素是否随流程变化，可分为均匀流与非均匀流；非均匀流又有渐变流和急变流之分。专题九明渠恒定均匀流知识点一明渠及其类型一、明渠水流（无压流）

1.按横断面分类天然河道的横断面人工渠道的横断面专题九明渠恒定均匀流知识点一明渠及其类型二、明渠的形式主槽滩地梯形断面河道断面矩形断面bh1αmB底宽水深边坡系数反映断面的形状特征值称为断面水力要素。水面宽过水断面面积湿周水力半径

第六章明渠恒定均匀流§6-1概述形式面积湿周水力半径水面宽度矩形宽矩形断面

第六章明渠恒定均匀流§6-1概述形式面积湿周水力半径水面宽度圆形

第六章明渠恒定均匀流§6-1概述形式面积湿周水力半径水面宽度圆形返回

§4-1水头损失的类型及其与阻力的关系AB哪个断面的过水能力大？第六章明渠恒定均匀流

垂直于渠道中心线作铅垂面与渠底及渠壁的交线称为明渠的横断面。棱柱体棱柱体非棱柱体22331—12—23—311棱柱形渠道和非棱柱形渠道棱柱形渠道非棱柱形渠道2.按断面形状、尺寸是否沿程变化分类专题九明渠恒定均匀流知识点一明渠及其类型二、明渠的形式棱柱体明渠是指断面形状尺寸沿流程不变的长直明渠。轴线顺直断面规则的人工渠道、涵洞、渡槽等均属此类。非棱柱体明渠是指断面形状尺寸沿流程不断变化的明渠。常见的非棱柱体明渠是渐变段。

渠底与纵剖面的交线称为渠底线，常用符号i来表示。三、渠道的底坡专题九明渠恒定均匀流知识点一明渠及其类型当底坡较小时：

底坡线水面线θi0顺坡、正坡i等于渠底线与水平线夹角θ的正弦，即i=sinθ。i=0平坡i0逆坡、负坡在工程中明渠底坡可能有三种情况：，称为正坡（或顺坡）；，称为平坡，称为负坡（或逆坡）。三、渠道的底坡专题九明渠恒定均匀流知识点一明渠及其类型

水流重力沿流向分量与水流所受的边壁阻力相平衡专题九明渠恒定均匀流知识点二明渠均匀流的特性及其产生条件一、明渠均匀流的特性说明，明渠恒定均匀流只可能发生在正坡棱柱形明渠中。

专题九明渠恒定均匀流知识点二明渠均匀流的特性及其产生条件过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变。过水断面流速及流速分布沿程不变。总水头线J、水面线Jp及底坡线i三者相互平行，即明渠均匀流主要特性：Ff=Gs匀速运动FfGs加速运动充分长直的棱柱体顺坡(i0)明渠加速运动一、明渠均匀流的特性

专题九明渠恒定均匀流知识点二明渠均匀流的特性及其产生条件二、明渠均匀流的产生条件水流必须为恒定流，流量应沿程保持不变。明渠必须是底坡沿程不变的顺坡棱柱体渠道。明渠糙率系数沿程不变。明渠均匀流的产生条件：Ff=Gs匀速运动FfGs加速运动充分长直的棱柱体顺坡(i0)明渠加速运动

专题九明渠恒定均