水力学第八章-明渠恒定流课件.ppt

第八章 明渠恒定流 8-1 明渠的分类 明渠：人工修建的渠道或自然形成的河道；具有自由水（表）面。1 顺坡、平坡和逆坡渠道 8-1 明渠的分类 2 棱柱型渠道与非棱柱型渠道 棱柱型渠道：纵向几何条件沿程不变的长直渠道；非棱柱型渠道：纵向几何条件沿程变化的渠道。棱柱型渠道 8-1 明渠的分类 3 明渠的横断面 复式断面 8-1 明渠的分类 3 明渠的横断面 8-2 恒定均匀流特征 2 恒定均匀流产生条件 明渠均匀流必须是恒定流；明渠均匀流必须是棱柱形渠道糙率系数沿程不变；明渠均匀流必须是流量沿程不变；明渠均匀流必须是顺坡渠道。8-3 恒定均匀流基本公式 1 谢才（Antoine Chezy）公式流量模数 8-3 恒定均匀流基本公式 2 曼宁(Robert Manning)公式；8-4 明渠水力最优断面和允许流速 1 水力最优断面 渠道输水能力最大的断面形状为水力最优断面。8-4 明渠水力最优断面和允许流速 1 水力最优断面 8-5 恒定均匀流水力计算基本问题 六个基本变量：1 验算渠道的输水能力 流量 2 确定渠道底坡 底坡 3 确定渠道断面尺寸 8-6 无压圆管均匀流的水力计算 2 无压圆管均匀流水流特征 管道不满流具有明渠 均匀流特征；在达到管道满流前流速、流量达到最大值。8-6 无压圆管均匀流的水力计算 3 无压圆管均匀流的水力计算问题 8-8 明渠非均匀流的若干概念 干扰波传播速度：；平均水深；1 急流、缓流、临界流及其判别标准 8-8 明渠非均匀流的若干概念 2 断面比能(沿自由面上的流线)8-8 明渠非均匀流的若干概念 2 断面比能 8-8 明渠非均匀流的若干概念 2 断面比能 8-8 明渠非均匀流的若干概念 3 临界水深、临界底坡 8-8 明渠非均匀流的若干概念 3 临界水深、临界底坡 8-9 跌水与水跃 从急流到缓流过渡的局部水力现象称为水跃。从缓流到急流过渡的局部水力现象称为跌水。用于消除泄水建筑物下游高速水流的巨大能量。8-9 跌水与水跃 1 水跃现象 8-9 跌水与水跃 2 水跃的基本方程 8-9 跌水与水跃 3 水跃函数图示 水跃函数曲线：8-9 跌水与水跃 6 水跃发生的位置 三种形式：远驱式，临界式，淹没式。8-10 明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线 1 明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程 8-10 明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线 1 明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程 8-10 明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线 2 棱柱型渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线定性分析 8-10 明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线 2 棱柱型渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线定性分析 8-10 明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线 2 棱柱型渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线定性分析 棱柱形渠道水面曲线的衔接（1）从缓流过渡到缓流 棱柱形渠道水面曲线的衔接（2）从急流过渡到急流（3）从缓流过渡到急流（4）从急流过渡到缓流 8-10 明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线 3 明渠恒定非均匀流渐变流水面曲线计算（分段求和法）本章小结 1、明渠均匀流水力特征 2、明渠均匀流水力计算公式 3、水力最优断面设计 4、水面线定性分析 思考题8-1、8-2、8-3、8-4、8-5、8-6 习题8-4，8-5，8-12