水力學(xué)課件：第六章 明渠流動(dòng)

1、2 實(shí)際液體總流的總水頭線和測(cè)壓管水頭線3 3 總水頭線坡度：總水頭線沿流程的降低值與流程長(zhǎng)度之比。也稱(chēng)水力坡度，常用 J 來(lái)表示。4 5 6 7 第六章 明渠流動(dòng)明渠：人工渠道、天然河道以及不滿流管道統(tǒng)稱(chēng)為明渠。明渠流：具有露在大氣中的自由液面的槽內(nèi)液體流動(dòng)稱(chēng)為明渠流（明槽流）或無(wú)壓流一、明渠流動(dòng)的特點(diǎn)1.具有自由液面，p0=0，為無(wú)壓流（滿管流為壓力流）； 2.濕周是過(guò)水?dāng)嗝婀腆w壁面與液體接觸部分的周長(zhǎng),不等于過(guò)水?dāng)嗝娴闹荛L(zhǎng)； 3.重力是流體流動(dòng)的動(dòng)力，為重力流（管流則是壓力流）； 4.渠道的坡度影響水流的流速、水深。坡度增大，則流速增大 ，水深減小； 第一節(jié) 明渠流的概念與分類(lèi) 二、明渠

2、的分類(lèi)明渠斷面形狀（如圖9-2）有：梯形：常用的斷面形狀 矩形：用于小型灌溉渠道當(dāng)中 圓形：為水力最優(yōu)斷面，常用于城市的排水系統(tǒng)中 復(fù)合式（如圖9-3）：常用于豐、枯水量懸殊的渠道中1.按明渠的斷面形狀和尺寸是否變化分：棱柱形渠道 ：斷面形狀和尺寸沿程不變的長(zhǎng)直明渠稱(chēng)為棱柱形渠道，h=f(i)。非棱柱形渠道 ：斷面形狀和尺寸沿程不斷變化的明渠稱(chēng)為非棱柱形渠道，h=f(i,s)2.底坡 底坡i渠道底部沿程單位長(zhǎng)度的降低值正坡：i0，明槽槽底沿程降低者稱(chēng)為正坡或順坡平坡：i=0，明槽槽底高程沿程不變者稱(chēng)為平坡。逆坡：i0),且底坡和糙率沿程不變；(3)渠道中沒(méi)有建筑物的局部干擾(4)沿程無(wú)水流的匯

3、入、匯出，即流量不變二 明渠均勻流的產(chǎn)生條件 三 明渠均勻流的基本公式 謝才公式 謝才系數(shù)的計(jì)算 粗糙系數(shù) 流量的計(jì)算 流量模數(shù) 四 明渠的水力最佳斷面水力最優(yōu)斷面：是指當(dāng)渠道底坡、糙率及面積大小一定時(shí)，通過(guò)最大流量時(shí)的斷面形式。濕周最大的斷面為水力最優(yōu)斷面-圓形-半圓形。梯形渠道的水力要素與最優(yōu)斷面邊坡系數(shù)水面寬度斷面面積濕周水力半徑水力最優(yōu)斷面的條件此時(shí)五 明渠的允許流速 第三節(jié) 明渠均勻流 的水力計(jì)算 明渠均勻流的基本公式為： 一、驗(yàn)算渠道的輸水能力 二、確定渠道的底坡 三、確定渠道的斷面尺寸 (1)求水深 (2)求底寬 (3)由寬深比 (4)由允許流速 明渠非均勻流：當(dāng)在渠道中修建了任意形式的水工建筑物，就破壞了明渠均勻流發(fā)生的條件，造成了流速、水深的沿程變化，從而產(chǎn)生了明渠非均勻流流動(dòng)。 明渠非均勻流的產(chǎn)生：1、i0；2、非棱柱形渠道；3、棱柱形渠道中邊界