水力学(第六章明渠均匀流)

六、明渠计算公式
第六章 明渠均匀流
QACR i Ki
1、有一矩形断面渠道，底宽b＝1.5m，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，当 槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q , 并判别是急流还是缓流。
A bh 0 1 .5 1 .7 2 .55 2h0 b 2 1.7 1.5 4.9 R A / 0 .52
三、明渠的底坡
第六章 明渠均匀流
明渠底坡有三种类型
正坡 i > 0 渠底高程沿流程降低 平坡 i = 0 渠底高程沿程不变 负坡 i < 0 渠底高程沿流程增加
i > 0 顺坡
i = 0 平坡
i < 0 逆坡
第六章 明渠均匀流
四、明渠均匀流产生的条件
B
GsinFf
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orisinFf 0
G
P
1
v 1α G
A F
f
C
v
2
τ
P
0
2
D
第六章 明渠均匀流
四、明渠均匀流产生的条件
必要条件
恒定流 流量沿程不变（无分叉和汇流情况） 渠道为长、直的棱柱体顺坡渠 渠中无闸、坝、跌水等建筑物的局部干扰 底坡、糙率沿程不变
精选
第六章 明渠均匀流
五、明渠均匀流特性
总水头、水面线及底坡线三者相互平行
J=Jp=i
均匀流段
非均匀流段
非均匀流段
多数明渠流是非均匀流。 近似符合条件的人工渠、河道中一些流段可认为是均匀流。
六、明渠计算公式
第六章 明渠均匀流
谢才公式： v C RJ
1769年
总结了一系列渠道水流实测 资料的基础上, 提出明渠均匀流 流速与流量的经验公式－谢才公 式，以后又有确定谢才系数的满 宁公式（R.Manning）、 巴普洛 甫斯基公式。
C 1 R 1/ 6 64 .06 n
Q AC Ri 2 .36 m 3 / s
v Q/ A 0.93 v2 / gh1
第六章 明渠均匀流
精选
一、明渠的定义
第六章 明渠均匀流
明渠是一种人工修建或自然形成的渠槽。明渠中流动的 液体称为明渠水流。
当液体通过明渠流动时，形成与大气相接触的自由水面， 表面各点压强均为大气压强，所以明渠水流为无压流。
明渠水流可分为恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、 渐变流与急变流等。
一、明渠的定义
bmhh
b2h 1m2
b2h 1m2
B
d
h
2
hdh
d2 sin*
8
1 d 2
d 4
1
sin
*式中 以弧度计
二、明渠纵断面
横断面形状、尺寸沿程 不变，同时又无弯曲的 渠道，称为棱柱体渠道。
第六章 明渠均匀流
1
3
2 2
3
棱柱1 体
非棱柱 棱柱体 体
1—1 2—2 3—3
横断面形状、尺寸沿程改变的渠道，称为 非棱柱体渠道。水流不可能形成均匀流动。
明渠水流
第六章 明渠均匀流
运动要素不随时间而变
明渠恒定流
流线是一簇平行直线
精选
明渠恒定均匀流
二、明渠横断面
第六章 明渠均匀流
表常5-2 见矩形断、梯形面、圆形 水过水力断面的要水力要素素
断面形状
B h
b
水面宽度 B
b
过水断面积 湿周
A
x
bh
b2h
水力半径
R
bh b 2h
B
m m h b
b2mh
bmhh