【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第六章.ppt

【重庆大学出版社肖明葵】版【水力学习题评讲】第六章6.2 某渠道断面为矩形，按水力最优断面设计，底宽某渠道断面为矩形，按水力最优断面设计，底宽b=8m，渠，渠壁用石料砌成壁用石料砌成(n=0.028)，底坡，底坡 ，试校核能否通过均匀，试校核能否通过均匀流设计流量流设计流量 .解：由于为矩形断面，根据水力最优断面条件解：由于为矩形断面，根据水力最优断面条件:断面面积断面面积水力半径水力半径流量流量故能通过。故能通过。6.9 若矩形断面渠道宽若矩形断面渠道宽b=2.4m，底坡，底坡i=0.0025，通过流量，通过流量Q=8.5m3/s，谢才系数，谢才系数C=51m0.5/s，求正常水深，求正常水深h。解：断面面积解：断面面积湿周湿周水力半径水力半径流量流量 得到得到6.10 有一梯形断面路基排水土渠，长有一梯形断面路基排水土渠，长1000m，底宽，底宽3m，设计，设计水深为水深为0.8m，边坡系数，边坡系数 ，底部落差为，底部落差为0.5m0.5m，试验算，试验算渠道的过水能力和断面平均流速。渠道的过水能力和断面平均流速。解：解：6.12 有一梯形渠道，已知有一梯形渠道，已知Q=2m3/s，i=0.0016，m=1.5，n=0.020，若允许流速，若允许流速vmax=1.0m/s，试确定此渠道的断面尺寸。，试确定此渠道的断面尺寸。解：解：湿周湿周由由水力最优水力最优断面面积断面面积和和可得可得校核流速：校核流速：不满足不满足再按照允许流速设计：再按照允许流速设计：6.13 6.13 已知梯形渠道底宽已知梯形渠道底宽，边坡系数，边坡系数当流量当流量时，测得水深时，测得水深。底坡。底坡，试求渠道的粗糙系数，试求渠道的粗糙系数n。解：解：6.14 已知一梯形渠道的设计流量已知一梯形渠道的设计流量Q=0.5m3/s，b=0.5m，h0=0.82m，n=0.025，试设计此渠道所需要的底坡，试设计此渠道所需要的底坡i。解：假定梯形渠道为水力最优断面。解：假定梯形渠道为水力最优断面。可得可得m=1.5湿周湿周又由又由得得 断面面积断面面积 6.17 6.17 设计流量设计流量的矩形渠道，的矩形渠道，采用一般混凝土护面，采用一般混凝土护面()，试按水力最优，试按水力最优断面设计渠宽断面设计渠宽b和水深和水深h。解：由矩形渠道最优断面：解：由矩形渠道最优断面：6.19 直径为直径为1.2m的无压排水管，管壁为表面较粗糙的混凝土的无压排水管，管壁为表面较粗糙的混凝土()，底坡，底坡，求通过流量，求通过流量时管内的水深。时管内的水深。解：设管内水深为解：设管内水深为h h，充满度为，充满度为先求满流时流量与流速，先求满流时流量与流速，查表得查表得例：例：有一排水沟，呈梯形断面，土质是细砂土，需要通过有一排水沟，呈梯形断面，土质是细砂土，需要通过 3.5m3/s。已知底坡。已知底坡 i 为为0.005，边坡，边坡m m为为1.5，要求设计此排水，要求设计此排水沟断面尺寸并考虑是否需要加固，并已知渠道的粗糙系数沟断面尺寸并考虑是否需要加固，并已知渠道的粗糙系数n为为0.025，免冲的最大允许流速，免冲的最大允许流速解：解：现分别就允许流速和水力最优条件两种方案进行设计与现分别就允许流速和水力最优条件两种方案进行设计与比较。第一方案比较。第一方案 按允许流速按允许流速进行设计。进行设计。从梯形过水断面中有从梯形过水断面中有（a）（b）先以先以作为设计流速，有作为设计流速，有又以谢才公式得又以谢才公式得应用曼宁公式应用曼宁公式及及代入，便有代入，便有然后把上述值然后把上述值、R和和m值代入式值代入式（a）和和（b）。解得。解得 h=0.04m，b=287m及及h=137m，b=-206m。显然这两组答案都是完全没有意义的，说明此渠道水流不可显然这两组答案都是完全没有意义的，说明此渠道水流不可能以能以通过。通过。第二方案第二方案 按水力最优断面进行设计。按水力最优断面进行设计。水力最优断面的宽深比水力最优断面的宽深比又又故得水力最优时，有故得水力最优时，有代入明渠均匀流的基本关系式代入明渠均匀流的基本关系式将将代入上式，便得水力最优时代入上式，便得水力最优时 断面尺寸算出后，还须检验断面尺寸算出后，还须检验v是否在允许流速范围内，为此，是否在允许流速范围内，为此，有有 设计中所得到的水流断面平均流速将比最大允许流速（即不冲设计中所得到的水流断面平均流速将比最大允许流速（即不冲允许流速）大得多，说明该设计渠道的渠床需要加固才能保证允许流速）大得多，说明该设计渠道的渠床需要加固才能保证安全输水。为此选用干砌块石来保护渠床壁面，这样可把最大安全输水。为此选用干砌块石来保护渠床壁面，这样可把最大允许流速允许流速 提高到提高到2.0m/s1.75m/s，从而使得渠床免受冲刷。，从而使得渠床免受冲刷。由于干砌块石渠道的由于干砌块石渠道的 n 值与原来细砂土质渠道不同，实际流速值与原来细砂土质渠道不同，实际流速将不再是将不再是1.75m/s。因此，便需对过水断面的尺寸重新进行设计，。因此，便需对过水断面的尺寸重新进行设计，其水力计算方法同前。其水力计算方法同前。此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!