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流体力学 第六章

几个概念
涵箱
加拿大某渠
龙羊峡导流洞
引渠
顺坡(正坡):i>0
平坡:i=0
逆坡(反坡):i<0明槽槽底沿程
降低
不变
增高
顺坡渠道i>0,当渠底坡度较小,
如i<0.01或θ很小时,两断面
间渠底长度△S与两断面间水平
距离△L近似相等,故:
此时,过流断面可以看成铅直面(θ很小),水深h可以直
接量取,认为h=h’。

§6-1 明渠均匀流的水力学特征
一、明渠均匀流特征
3.总水头线、测压管水头线及渠底线相互平行,且
假定单位面积上所受的阻力损失为
流体由断面1流至断面2总阻力损失为
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由于是明渠紊流,故需要讨论流动的水力半径,根据
圆管水力半径的计算,R=d/4,故:
谢才公式(1775年):
由公式可知,要使明渠中的流动保持均匀流动,则i必须大于
0,也就是说只有在顺坡渠道的均匀流动中才有可能满足
§6-2 明渠均匀流的基本计算公式§6-3 水力最优断面及允许流速
从均匀流的公式可以看出,明渠的输水能力(流量)取决于过
水断面的形状、尺寸、底坡和粗糙系数的大小。

设计渠道时,底坡一般依地形条件或其它技术上的要求而定;
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§6-3 水力最优断面及允许流速
从经济的观点来说,总是希望所选定的横断面形状和尺寸在
的比值成为边坡系数,
表示。


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二、矩形断面的水力最优条件对于矩形断面,m=0
故,矩形断面水力最优条件为
在一般土渠中,边坡系数m>l,则按水力最优断面求得宽深比<1,即梯形水力最佳断面通常都是窄而深的断面。

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内,即:
11:21§6-4 明渠均匀流水力计算的几类问题
一、校核渠道的输水能力
下,将已知值代入公式即可。

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m、h,求底坡i。

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§6-5 复式断面明渠均匀流水力计算
前述梯形、矩形等单式过流断面,如果某一渠道承担着
由于渠道主槽左右两侧各有边滩,因此该复式断面可以
分为三个部分,主槽、左边滩和右边。

具体做法是在左右边滩内侧做1-1和2-2铅垂线将主槽与
边滩分开,通过复式断面的流量=各单式断面流量之和,即
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、梯形单式断面水力最优条件:
、矩形单式断面水力最优条件:b=2h
水力最优断面不一定最经济最合理,需要根据实际情况确定。

、设计中要求渠道流速u在不冲、不淤的允许流速范围内。

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