水力学知识点讲解.docx

精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点水力学学习指南 中心广播电视高校水利水电工程专业 专科 同学们，你们好！这学期我们学习的水力学是水利水电工程专业重要的技术基础课程。通过本课程的学习，要求大家把握水流运动的基本概念、基本理论和分析方法，。能够分析水利工程中一般的水流现象。学会常见的工程水力运算。今日直播课堂的任务是给大家进行一个回忆性总结，使同学们在复习水力学时，明白重点和难点，同时全面系统的复习总结课程内容，达到考核要求。第一章绪论 一 液体的主要物理性质1惯性与重力特性：把握水的密度 和容重 。2粘滞性：液体的粘滞性是液体在流淌中产生能量缺失的根本缘由。描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律:dudy留意牛顿内摩擦定律适用范畴：1 牛顿流体，2层流运动3可压缩性：在争论水击时需要考虑。4表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。下面我们介绍水力学的两个基本假设： 二 连续介质和抱负液体假设1连续介质：液体是由液体质点组成的连续体, 可以用连续函数描述液体运动的物理量。2抱负液体：忽视粘滞性的液体。（三）作用在液体上的两类作用力其次章水静力学水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水总压力的运算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。（一）静水压强：主要把握静水压强特性, 等压面 , 水头的概念，以及静水压强的运算和不同表示方法。1静水压强的两个特性：（ 1）静水压强的方向垂直且指向受压面（ 2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，2. 等压面与连通器原理：在只受重力作用, 连通的同种液体内,等压面是水平面。 它是静水压强运算和测量的依据） 3重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p=p0+ h或其中： z 位置水头，p/ 压强水头（ z+p/ ）测压管水头zpc可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结请留意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。4压强的三种表示方法：肯定压强p，相对压强p， 真空度 pv,它们之间的关系为：p= p -p apv= p（当 p 0 时 pv 存在） 相对压强 :p= h, 可以是正值，也可以是负值。要求把握肯定压强、相对压强和真空度三者的概念可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点和它们之间的转换关系。1pa工程大气压 =98000N/m2=98KN/m2下面我们争论静水总压力的运算。运算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。依据平面的外形：对规章的矩形平面可采纳图解法，任意外形的平面都可以用解析法进行运算。（一）静水总压力的运算1) 平面壁静水总压力（ 1）图解法：大小：P=b, - 静水压强分布图面积方向：垂直并指向受压平面作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。静水压强分布图是依据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例线段分别画出平面上俩点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水压强分布图。（ 2）解析法：大小：P=pcA,pc 形心处压强方向：垂直并指向受压平面作用点 D：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。求作用在曲面上的静水总压力P，是分别求它们的水平分力Px 和铅垂分力Pz，然后再合成总压力P。（ 3）曲面壁静水总压力1）水平分力： Px=pcAx = hcAx水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平面形心点的压强乘以投影面面积。要求能够绘制水平分力Px 的压强分布图，即曲面在铅垂面上投影平面的静水压强分布图。2铅垂分力： Pz= V,V-压力体体积。在求铅垂分力Pz 时 , 要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其延长面, 受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。当压力体与受压面在曲面的同侧，那么铅垂分力的方向向下。当压力体与受压面在曲面的两侧，就铅垂分力的方向向上。3合力方向： =arctgPzPx下面我们举例来说明作用在曲面上的压力体和静水总压力。2例 5 图示容器左侧由宽度为 b 的直立平面 AB 和半径为 R 的 1/4 圆弧曲面 BC组成。容器内装满水， 试绘出 AB的压强分布图和 BC曲面上的压力体剖面图及水平分力的压强分布图， 并判别铅垂作用力的方向 , 铅垂作用力大小如何运算？解： 1 对 AB 平面，压强分布如下列图。总压力P=1/2 H b。(2) 对曲面 BC，水平分力的压强分布如下列图，水平分力PX=1/2 H+ （ H+R） Rb：压力体是由受压曲面、过受压曲面周界作的铅垂面、向上或向下与自由表面或它的延长面相交围成的体积。因此，以1/4 圆弧面 BC为底（闪动曲面），以曲面两端点向上作铅垂线，与水面线相交，围成压力体。 由于与水接触的受压面与压力体在曲面BC的同一侧， 因此铅垂作用力的方向是向下的。铅垂方向作用力的大小：zF= V= H+RR-1/4 R2 b可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点第三章液体运动基本概念和基本方程这一章主要把握液体运动的基本概念和基本方程，并且应用这些基本方程解决实际工程问题。下面我们第一介绍有关液体运动的基本概念：（一）液体运动的基本概念1. 流线的特点 : 反映液体运动趋势的图线。流线的性质 : 流线不能相交。流线不能转折。2 . 流淌的分类非恒定流匀称流 : 过水断面上液流恒定流非匀称流渐变流急变流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在匀称流和渐变流过水断面上，压强分布满意：另外断面平均流速和流量的概念要搞清。（二）液体运动基本方程1. 恒 定总留恋续方程zpc可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v1A1= v2A2,Q=vAv2A1v1A2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结利用连续方程，已知流量可以求断面平均流速，或者通过两断面间的几何关系求断面平均流速。2. 恒 定总流能量方程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结vz2p11 1p 21z22vh22w可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 g2gJ=水力坡度，表示单位长度流程上的水头缺失。能量方程是应用最广泛的方程，能量方程中的最终一项hw是单位重量液体从1 断面流到2 断面的平均水头缺失，在第四章特的争论它的变化规律和运算方法，（ 1）能量方程应用条件：恒定流，只有重力作用，不行压缩渐变流断面，无流量和能量的出入（ 2）能量方程应用留意事项:三选：挑选统一基准面便于运算p选典型点运算测压管水头:z选运算断面使未知量尽可能少（ 压强运算采纳统一标准）（ 3）能量方程的应用：它常常与连续方程联解求：断面平均流速，管道压强，作用水头等。文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器。毕托管就是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器。当我们需要求解水流与固体边界之间的作用力时，必需要用到动量方程。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 恒定总流淌量方程FQ221可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Fx =Q（ 2 v 2x - 1 v 1x ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点投影形式Fy =Q（ 2 v 2y - 1 v 1y ）Fz =Q（ 2 v 2z - 1 v 1z ） 动量修正系数，一般取 =1.0式中： Fx 、 Fy 、 Fz 是作用在掌握体上全部外力沿各坐标轴重量的合力，V1i ,V 2i 是进口和出口断面上平均流速在各坐标轴上投影的重量。动量方程的应用条件与能量方程相像，恒定流和运算断面应位于渐变流段。应用动量方程特殊要留意下面几个问题：(2) 动量方程应用留意事项：a) 动量方程是矢量方程，要建立坐标系。 （所建坐标系应使投影重量越多等于0 为好， 这样可以简化运算过程。 ）b) 流速和力矢量的投影带正负号。（当投影重量与坐标方向一样为正，反之为负）c) 流出动量减去流入动量。d) 正确分析作用在水体上的力，一般有重力、压力和边界作用力 作用在水体上的力通常有重力、压力和边界作用力e) 未知力的方向可以任意假设。（运算结果为正表示假设正确，否就假设方向与实际相反）通常动量方程需要与能量方程和连续方程联合求解。下面我们举例说明液体动量方程的应用：例 3 水平床面河道上设一弧形闸门，闸前渐变流断面1 的水深为H，闸下收缩断面2 的水深 hc，闸门段水头缺失为1 断面流速水头的1.2 倍，求水流对弧形闸门的作用力F？解：依据题意，求水流对边界的作用力，明显要应用动量方程求解，由于流速流量未知，第一要利用连续方程和能量方程把动量方程中的所需的流速v 、流量 Q运算出来。）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：（1）连续方程Hv2v1 hc5v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2）能量方程求p2 （建立 1 1， 2 2 断面的能量方程）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结vz2p11 1p21z22vh22w可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 g2 g取河床水平面为基准面，代表点选在水面，就p =p =0，水头缺失h =1.2v 2 /2g.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取 1= 2=1.0v 212w125v 2v 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H012 ghc011.212 g2 g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v125.22g Hhc 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Q=v1A1=V1×B× H（ 3）用动量方程求水流对弧形闸门的作用力（取包括闸门段水体进行示力分析，建立图示坐标，因水体仅在X 方向有当动量变化，故设闸门对水体的反作用力为水平力Rx，方向如下列图，作用在水体上的重力沿x 方向为零）x方向的动量方程：P1- P 2- R x = Q v 2-v 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点 R x = P 1 - P 2 - Q v 2-v 122对于所取的两渐变流断面：P1=1/2 H B。P2=1/2 hc B水流对弧形闸门的作用力F 与 Rx 大小相等，方向相反，作用在水体上下面我们简洁介绍液体运动三元流分析的基础。*（三）三元流分析的基础（不做考试要求）液体微团运动的基本形式：平移、线变形、角变形、旋转2. 有旋流淌与无旋流淌的区分。当 x = y = z =0，为无旋流淌或称有势流淌。3. 平面势流的特点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结满意无旋条件：满意连续方程：uyu1 =0x z2xyuux0yxy存在势函数 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第四章流态与水头缺失在争论恒定总流能量方程时我们曾经介绍过，水头缺失hw是特别复杂的一项内容，我们将就讨 论水头缺失以及与水头缺失有关的液体的流态。（一）水头缺失的运算方法1. 总水头缺失：h w= hf+ hj（ 1）沿程水头缺失：达西公式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h f圆管h fl24R 2gl2d 2 g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 沿程水头缺失系数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AR水力半径R（ 2）局部水头缺失 局部水头缺失系数d圆管R4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结从沿程水头缺失的达西公式可以知道，要运算沿程水头缺失，关键在于确定沿程水头缺失系数 。而 值的确定与水流的流态和边界的粗糙程度亲密相关。下面我们就第一争论液体的流态。（二）液体的两种流态和判别1液体的两种流态：雷诺试验层流液体质点相互不混掺的层状流淌。h f V 1.0紊流存在涡体质点相互混掺的流淌。hf V1.75-2当流速比较小的时候，各流层的液体质点相互不混掺，定义为层流。当流速比较大的时候，各流层内存在涡体，并且流层间的质点相互混掺，定义为紊流。那么液体的流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点态怎样进行判别了？2.流态的判别：雷诺数Re，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结明槽： ReR Rek=500v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结圆管： Red,Re 4R vvk=2000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结流态的判别的概化条件：Re Rek层流。Re Rek紊流判别水流流态的雷诺数是重要的无量纲数，它的物理意义表示惯性力与粘滞力的比值。3. 圆管层流流淌可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(1) 断面流速分布特点：抛物型分布，不匀称：u max2v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 沿程阻力系数：64Re层流流淌的沿程水头缺失系数只是雷诺数的函数，而且与雷诺数成反比。那么紊流中 是怎么运算的了？第一要明白一下紊流的特性。4. 紊流运动特性（1）紊流的特点液层间质点混掺，运动要素的脉动（2）紊流内部存在附加切应力：（3）紊流边界有三种状态：紊流中：当Re 较小 0.3水力光滑当 Re 较大 6水力粗糙。0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当 Re 介于两者之间0.36 过渡区0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 4）紊流流速分布（紊流流速分布比层流流速分布更加匀称）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对数流速分布指数流速分数uuxln ycnu xyumr0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5当 Re 10n=1/7通过尼古拉兹试验争论发觉紊流三个流区内的沿程水力摩擦系数的变化规律。5. 的变化规律尼古拉兹试验（人工粗糙管）A层流区： =f 1Re=Re光滑区： = f 2 Re可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结紊流区：过渡区： =粗糙区： =f 3 Re,r0f 4 r0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结紊流粗糙区也称为紊流阻力平方区，沿程水力摩擦系数 与雷诺数无关，所以沿程水头缺失与流速成正比。与雷诺试验结果一样。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点在实际水利工程中常用舍齐公式和曼宁公式运算流速或沿程水头缺失，需要把握。6. 舍齐公式与曼宁公式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结舍齐公式： V曼宁公式： CCRJ11/ 6Rn8g适用：紊流阻力平方区可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结通常水头缺失运算常用：C 2第五章有压管流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（一）有压管道恒定流1 小孔口恒定出流：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结自由出流Q埋没出流QA2gHA2g z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 流量系数， =0.60 0.62 z上下游水位差。1. 管嘴恒定出流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结流量公式：QA2gH可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结管嘴流量系数=0.82工作条件： l =（ 3 4）d管嘴与孔口相比，收缩断面C C处存在负压，所以同样条件下，管嘴的流量系数大，说明其过流才能大。（二）简洁管道水力运算（ 1）短管和长管（ 2）管流的运算任务： a）求过流才能Qb) 确定作用水头Hc) 测压管水头线和总水头线的绘制。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3短管水力运算自由出流流量公式：1Qc A2gH 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结流量系数：cb埋没出流公式：c1ldQc A1l2gZ可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d（4）长管水力运算:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结特点：v 22gh j忽视不计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基本公式：Hh fQ 2l2d 2 g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H2 lK可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 5）水头线绘制KAcR 流量模数留意事项：（ 1）局部水头缺失集中在一个断面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点（ 2）管中流速不变，总水头线平行于测压管水头线（ 3）总水头线总是下降，而测压管水头线可升可降（ 4）当测压管水头线在管轴线（位置水头线）以下，表示该处存在负压（ 5）留意出口的流速水头（自由出流）或局部缺失（埋没出流）。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： Qc A2gZc下面我们举例说明简洁管道的水力运算方法。例 1：倒虹吸管，已知Q=0.5m 3/s ，管径d=0.53m,n=0.014 ，l =70m，上下游的流速水头忽视不计， 进口 =0.4 ， 弯=0.2 ， 出口 =1.0 。求：上下游水位差z。1l可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结11CR 6n1cldQ 222Z1 d 160.0144进口2弯出口d8g0.0244C21d 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A2 gc（三）管道非恒定流水击1 水击现象：（画图）水击定义：当阀门突然启闭，流速急剧转变引起水 流压强大幅度升降，向上游或下游传播，并在边界上反射的现象。（水击压强以压力波的形式向上游或下游传播）2 水击的波速和相长可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结水击波速a1435 m / s2L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结K DT1aE相长 相长是水击波传播一个来回的时间，L 是管长）4L周期 2Ta3 水击分类：（1）直接水击Ts T 从边界反射减压波尚未回到阀门处，阀门已关闭，水击压强达到最大值（2）间接水击Ts T（与上反之）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 直接水击压强运算：HpaV0V ga V0V 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点因此在水利工程中的水轮机、泵站的压力管道设计中，必需特别重视水击的影响，防止发生水击破坏。延长闸门的关闭时间和缩短压力管道的长度，使管道内产生间接水击是降低水击压强的有效措施。第六章明槽水流运动明渠水流主要争论四部分内容：1.明渠匀称流水力运算。2.明渠水流流态的判别。3. 水跃及水跃共轭水深运算。4.明渠非匀称流水面曲线分析和运算。（一）明槽匀称流1. 匀称流特点：（ 1）水深，底坡沿程不变（过水断面外形尺寸不变）（ 2）断面平均流速沿程不变（ 3）三线平行J = J z= i 总水头线、水面线、渠底2. 匀称流形成条件：恒定流，长直棱柱体渠道，正坡渠道，糙率沿程不变3. 明槽匀称流公式：Q = V A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结K QACRi 11 / 6nCRACKiR流量模数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 明槽匀称流水力运算类型：（ 1）求流量Q（ 2）求渠道糙率n（ 3）求渠道底坡：（ 4）设计渠道断面尺寸求正常水深h0、底宽 b对于以上问题都可以直接依据明渠匀称流公式进行运算。 二 明槽水流的流态和判别1. 明槽水流三种流态：缓流急流临界流在这里我们要留意把明槽水流的三种流态与前面争论过的层流、紊流区分开来。缓流、急流、临界流是对有自由表面的明槽水流的分类。层流、紊流的分类是对全部水流（包括管流和明槽水流）都适用。2. 明槽水流流态的判别：判别指标VwFrhk，i k （ 匀称流 ）缓流V < V wFr 1h>hki i k急流V > V wFr 1h<hki >ik临界流V = V wFr = 1h=hki =ik可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 佛汝德数 Fr ：FrVg h惯性力重力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结佛汝德数Fr 是水力学中重要的无量纲数，它表示惯性力与重力的对比关系，与雷诺数一样也是模型试验中的重要的相像准数，雷诺数表示惯性力与粘滞力的对比关系。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3）断面比能Es ： E sh2 Q 2h2 g2gA2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dEs dh21 Fr 0缓流 0急流=0临界流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结断面比能Es 是以过明渠断面最低点的水平面为基准的单位重量水体具有的总机械能。需要留意，。不同断面的断面比能，它的基准面是不同的，所以断面比能沿流程可以削减，也可以增加或不变，匀称流各断面的断面比能就是常数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 4）临界流方程：2 A 3QkgBk一般断面）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结临界水深hk ： （矩形断面）Q 2h3kgb 23 q2 g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结留意：临界水深是流量给定时，相应于断面比能最小值时的水深。（ 5）临界底坡i k：匀称临界流时的底坡。i=i k ，必要强调，缓坡上假如显现非匀称流，那么缓流、急流都可以发生。对于陡坡也同样如此。下面举例说明流态的判别：（三）水跃和跌水1. 跌水：由缓流向急流过渡。水深从大于临界水深hk 变为小于临界水深，常发生在跌坎和缓坡向陡坡过渡的的方。2水跃：由急流向缓流过渡产生的水力突变现象。水平矩形断面明渠水跃：（ 1）水跃方程：J （h1）=J（h2）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）共轭水深公式： hh1218Fr1h2和h118Fr 212可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2212（ 3）水跃长度l j= 6.9 h2 - h1例 3 矩形渠道i=0.0007， b=2m， n=0.0248 ，当 h0=1.5m 时，求渠内流量Q和流态？ 解 （这是求渠道过流才能的问题第一运算明渠断面几何参数。）2面积A=bh=3m湿周： X=b+2h=5 m水力半径 :R=A/X=0.6m （代入明渠匀称流公式）：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结QACR i1 AR2 3 i1 2n2.28m3 / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Q=2.28m3/s即该渠道能通过流量v=Q/A=0.76m/s， Fr=v/ gh=0.198<1.0,故为缓流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2/hk=q g=0.467m<h=1.5m,故为缓流 例 4： 平板闸门局部开启，Q = 20.4m3/s ，出闸水深h1 = 0.62m ，b = 5m 。下游水深ht =2.0m，是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结否发生水跃？假如在h1 处发生水跃，求跃后水深h2 和水跃形式。解 （第一判定出闸水流的流态）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（单宽流量）qQ4.08m3 / s m b可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结q2取 = 1.0hk3g4.089.81.19m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结