工程流体力学明渠均匀流与渠流讲解
合集下载
《明渠均匀流》课件 (2)
明渠均匀流
创作者：XX 时间：2024年X月
目录
第1章 明渠均匀流的概念 第2章 明渠均匀流的影响因素 第3章 明渠均匀流的计算 第4章 明渠均匀流的应用 第5章 明渠均匀流的实验 第6章 明渠均匀流的未来发展 第7章 总结
● 01
第一章 明渠均匀流的概念
什么是明渠均匀流
明渠均匀流是指河道中水流速度和水深在空间上保持恒定的 流动状态。这种流动状态下，水流的速度是均匀的，深度也 是均匀的。
明渠均匀流的特点
水流速度和水 深保持恒定
保持均匀的流动状 态
水流状态稳定
不发生剧烈变化
底部摩擦力与 水动力平衡
确保流体稳定运动
明渠均匀流的条 件
河道断面形状规则，水流量稳定，底床与水流的摩擦力平衡是明 渠均匀流的条件。确保水流保持均匀流动状态。
明渠均匀流的公式
曼宁公式
V = 1/n R^{2/3} S^{1/2} V为水流速度 n为曼宁摩擦系数 R为水深 S为水流比降
应用新技术
提升效率
进一步改进
技术有望得到
理论研究
未来，随着对明渠均匀流理论的持续深入研究，可能会发现新的 规律和应用，为该领域的发展带来更多的创新和突破。
应用拓展
不断拓展领域
应用将会
得到应用和推 广
更多领域
环境保护
未来明渠均匀流的发展需要注重环境保护，可能会采取更多环保 措施，确保水资源的可持续利用，促进生态平衡的实现。
河道弯曲程度
影响均匀流形成
弯曲程度大的河道难以形成明 渠均匀流 水流在弯曲处容易受到阻碍， 导致流速不均匀
影响水流速度
在河道弯曲处，水流速度往往 较快 弯曲程度大会加剧水流速度的 变化
创作者：XX 时间：2024年X月
目录
第1章 明渠均匀流的概念 第2章 明渠均匀流的影响因素 第3章 明渠均匀流的计算 第4章 明渠均匀流的应用 第5章 明渠均匀流的实验 第6章 明渠均匀流的未来发展 第7章 总结
● 01
第一章 明渠均匀流的概念
什么是明渠均匀流
明渠均匀流是指河道中水流速度和水深在空间上保持恒定的 流动状态。这种流动状态下，水流的速度是均匀的，深度也 是均匀的。
明渠均匀流的特点
水流速度和水 深保持恒定
保持均匀的流动状 态
水流状态稳定
不发生剧烈变化
底部摩擦力与 水动力平衡
确保流体稳定运动
明渠均匀流的条 件
河道断面形状规则，水流量稳定，底床与水流的摩擦力平衡是明 渠均匀流的条件。确保水流保持均匀流动状态。
明渠均匀流的公式
曼宁公式
V = 1/n R^{2/3} S^{1/2} V为水流速度 n为曼宁摩擦系数 R为水深 S为水流比降
应用新技术
提升效率
进一步改进
技术有望得到
理论研究
未来，随着对明渠均匀流理论的持续深入研究，可能会发现新的 规律和应用，为该领域的发展带来更多的创新和突破。
应用拓展
不断拓展领域
应用将会
得到应用和推 广
更多领域
环境保护
未来明渠均匀流的发展需要注重环境保护，可能会采取更多环保 措施，确保水资源的可持续利用，促进生态平衡的实现。
河道弯曲程度
影响均匀流形成
弯曲程度大的河道难以形成明 渠均匀流 水流在弯曲处容易受到阻碍， 导致流速不均匀
影响水流速度
在河道弯曲处，水流速度往往 较快 弯曲程度大会加剧水流速度的 变化
七章明渠均匀流ppt课件
② 污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体。 故需要留出适当的空间，以利通风，防止爆炸。 ③ 管道部分充满时，管道内水流速度和流量比满流时大 一些。
0.24n 0.24 0.03
Q k i 76.55 0.0005 1.71m3 / s
§ 7-3 明渠水力最优断面和允许流速 §7-3 明渠水力最优断面和允许流速
1、水力最优断面
Q Ac Ri Q f i, n,断面形状，尺寸
水力最优断面：当 i、n 及 A 大小一定时，使渠道能通过的
A 为相应于正常水深 h 时的过水断面面积
正常水深（h0）：明渠均匀流的水深，沿程不变的水深。
在明渠均匀流中，断面尺寸和n一定， k f h
h0 f 断面尺寸, n,Q,i
对某一给定的渠道，则有 Q f h0
⑴曼宁公式（爱尔兰）
V
1
21
R3J 2
n
C
1
1
R6
n
§ 7-2 明渠均匀流的计算公式
§ 7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题
解： Q Ac Ri k i
k Q 40 2305 m3 / s
i 0.0003
5
又 k Ac
R
A
1 n
1
R6
1 R 2
A
R
2 3
n
A3
2
n 3
A b mhh b 1.5 2.65 2.65 b 3.97 2.65
b 2h 1 m2 b 2 2.65 11.52 b 9.54
i z 0.5 0.0005 L 1000
A b mhh 3 1.5 0.8 0.8 3.36m2
b 2 1 m2 h 3 20.8 11.52 5.88m
0.24n 0.24 0.03
Q k i 76.55 0.0005 1.71m3 / s
§ 7-3 明渠水力最优断面和允许流速 §7-3 明渠水力最优断面和允许流速
1、水力最优断面
Q Ac Ri Q f i, n,断面形状，尺寸
水力最优断面：当 i、n 及 A 大小一定时，使渠道能通过的
A 为相应于正常水深 h 时的过水断面面积
正常水深（h0）：明渠均匀流的水深，沿程不变的水深。
在明渠均匀流中，断面尺寸和n一定， k f h
h0 f 断面尺寸, n,Q,i
对某一给定的渠道，则有 Q f h0
⑴曼宁公式（爱尔兰）
V
1
21
R3J 2
n
C
1
1
R6
n
§ 7-2 明渠均匀流的计算公式
§ 7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题
解： Q Ac Ri k i
k Q 40 2305 m3 / s
i 0.0003
5
又 k Ac
R
A
1 n
1
R6
1 R 2
A
R
2 3
n
A3
2
n 3
A b mhh b 1.5 2.65 2.65 b 3.97 2.65
b 2h 1 m2 b 2 2.65 11.52 b 9.54
i z 0.5 0.0005 L 1000
A b mhh 3 1.5 0.8 0.8 3.36m2
b 2 1 m2 h 3 20.8 11.52 5.88m
《明渠恒定均匀流 》课件
曼宁公式
总结词
曼宁公式是明渠恒定均匀流的另一种常用流量计算公式，它与谢才公式类似，但 考虑了底坡对水流的影响。
详细描述
曼宁公式是另一种计算明渠恒定均匀流的流量公式，其基本形式与谢才公式相似 ，但考虑了底坡对水流的影响。该公式通过底坡和谢才系数的计算，得出更为精 确的流量值。曼宁公式在明渠水流计算中也有广泛应用。
河流整治
河流整治是另一个重要的应用领域。河流在自然状态下往往存在水流不稳定、泥 沙淤积等问题，这些问题会影响到河流的生态环境和人类生产生活。明渠恒定均 匀流的理论和计算方法可以为河流整治提供技术支持。
通过明渠恒定均匀流的理论和计算方法，可以精确预测河流的水流运动和泥沙运 动规律，从而制定出有效的河流整治方案。这些方案可以包括河道疏浚、河岸加 固、植被恢复等措施，以恢复河流的生态平衡和提高河流的防洪能力。
《明渠恒定均匀流》PPT课件
目录 CONTENTS
• 明渠恒定均匀流的基本概念 • 明渠恒定均匀流的运动特性 • 明渠恒定均匀流的流量公式 • 明渠恒定均匀流的工程应用 • 明渠恒定均匀流的案例分析
01
明渠恒定均匀流的基本概念
定义与特性
定义
明渠恒定均匀流是指明渠中水流 运动要素（如流速、水深、比降 等）均保持不变的流动状态。
尼古拉兹实验
总结词
尼古拉兹实验是明渠恒定均匀流研究的重要实验之一，通过实验研究明渠水流的基本规律和特性。
详细描述
尼古拉兹实验是明渠恒定均匀流研究的重要实验之一，通过实验研究明渠水流的基本规律和特性。该 实验通过测量不同底坡、断面形状和尺寸的渠道中的水流参数，分析水流运动规律和阻力特性，为明 渠恒定均匀流的计算提供了重要的实验依据。
04
明渠恒定均匀流的工程应用
流体力学之明渠
C 1 R1/6 n
Q i [(b mh)h]5/3 n (b 2h 1 m 2 )2/3
1 [(b mh)h]5/3 K
n (b 2h 1 m2 )2/3
h8/3
1 2 h/b
1
m2
2/3
nK
1 m5/ 3
h/b
b8/3
1 2 h/b
1
m2
2/3
nK
1
5/3
m (h / b)8/3
3. 水面不受固体边界的约束。
弗劳德数Fr 的物理意义?
A
Q
A
过流断面 A-A
学习文档
EXIT
明渠流动的运动要素
断面形状 和尺寸
底坡 i 渠壁糙率n
渠底高程 zb 沿程变化率 i=sin , 为渠底线与水平线夹角
水深h
流量Q
断面实际水深 h，
铅垂水深 h’=h/cos
在小底坡情况下，
可以认为 sin = tan ,
n
(d )2/3
2
r
hd
用曼宁公 式
流速
令 dQ 0 d
302.40
h 0.9382
d
v C Ri i [ d (1 sin )]2 / 3
n4
输水性能最优充满 度
令 dv 0 d
257.450
h 0.8128
d
学习文档
EXIT
四.明渠恒定均匀流水力计算的几个问题
了解）
水力最优充满度
设计充满度
如污水管的最大设计充满度、在最大设计充满度下的最小设 计流速都是有规范可查的。
学习文档
EXIT
断面周界上糙率 n 不同的渠道水力计算
第7章 明渠均匀流
α
b
梯形断面
26
梯形断面的边坡系数 m
• 梯形断面是最常见的一种人工渠道，一般不加衬砌， 边坡的稳定性及边坡系数m选择由土壤力学性质决定。
岩土种类 未风化的岩石 风化的岩石 半岩性耐水土壤 卵石和砂砾 粘土、硬或半硬粘壤土 松软粘壤土、砂壤
细砂 粉砂
边坡系数 m(水下部分)
1～0.25 0.25～0.5 0.5～1 1.25～1.5 1～1.5 1.25～2 1.5～2.5 3～3.5
情况不好，n=0.045-0.060; 杂草丛生，0.075-0.150）
精选完整ppt课件 20
（四）水力最佳断面及允许流速
精选完整ppt课件 21
1. 水力最佳断面
水力最优断面：指当渠道底坡、糙率及面积大小一定时，通 过最大流量时的断面形式。
51
Q ACRi
1Ai12R23 n
1A3i 2
n
vmax m s
1.6 2.0 3.0 4.0
• 最小流速要求：v>0.3-0.4m/s（避免水草滋生）
精选完整ppt课件 31
（五）明渠均匀流的水力计算
精选完整ppt课件 32
明渠均匀流的水力计算有3种类型：
（1）验算已设计好渠道的输水能力：
已知b、h、m、i、n，求Q。
由均匀流计算基本公式：
精选完整ppt课件 15
3. 思考题
思考题1：明渠均匀流可能发生在： A、平坡棱柱形渠道； B 、顺坡棱柱形渠道； C、逆坡棱柱形渠道； D、都有可能；
思考题2：非棱柱体渠道中，流线也会是平行直线，故水流也可能 形成均匀流。
A、正确；
B 、错误；
思考题3：各种渠道中：①平底坡渠道；②正底坡、长直渠道；③正 底坡、棱柱形，长直渠道；④正底坡、非棱柱形渠道；⑤逆坡底渠 道；能否产生均匀流？为什么？
明渠恒定均匀流.最新PPT资料
5.明渠恒定均匀流
作业
思考题：5.1, 5.2, 5.3, 5.4 习题：5.1, 5.3, 5.5, 5.10, 5.14, 5.16
5.明渠恒定均匀流
§5.2 明渠均匀流的特性及其产生条件
§5.2.1 明渠均匀流的特性
1、 均匀流过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变
2、过水断面上的流速分布和断面平均流速沿流程不变;因
➢ 平坡： i=0，明槽槽底高程沿程不变者称为平坡。 ➢ 逆坡： i<0，明槽槽底沿程增高者称为反坡或逆坡。
5.明渠恒定均匀流
§5.1 明渠的类型及其对水流运动的影响
§5.1.2 纵断面、明渠的底坡 ➢ 平坡和逆坡时都不能产生均匀流，只 有顺坡时才有可能。因为
➢ 平坡时： Gsin0
➢ 逆坡时： Gsin的方向与摩阻力方 向相同，不可能有等式： Gsin Ff
5.明渠恒定均匀流
§5 明渠恒定均匀流
Ff Gsin FP1
上式说明：明渠均匀流 中摩阻力Ff与水流重力 在流动方向上的分力平 衡。
当： Ff Gsin
明渠产生非均匀流。
B C
A Ff Gsinθ
D
FP2
G
5.明渠恒定均匀流
§5.1 明渠的类型及其对水流运动的影响
➢ 前面分析了明渠产生均匀流所要求的力的条件是摩阻力 与重力在水流方向上的分力相等，下面分析明渠断面几何 条件对水流流动状态的影响。
水面宽度： B=b+2mh
B(2m)h,b
h
过水断面面积：A=(b+mh)h A(m)h2
湿周： b2h 1m2
(2 1m2)h
水力半径：
RA (bmh)h
b2h 1m2
R ( m)h 2 1m2
作业
思考题：5.1, 5.2, 5.3, 5.4 习题：5.1, 5.3, 5.5, 5.10, 5.14, 5.16
5.明渠恒定均匀流
§5.2 明渠均匀流的特性及其产生条件
§5.2.1 明渠均匀流的特性
1、 均匀流过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变
2、过水断面上的流速分布和断面平均流速沿流程不变;因
➢ 平坡： i=0，明槽槽底高程沿程不变者称为平坡。 ➢ 逆坡： i<0，明槽槽底沿程增高者称为反坡或逆坡。
5.明渠恒定均匀流
§5.1 明渠的类型及其对水流运动的影响
§5.1.2 纵断面、明渠的底坡 ➢ 平坡和逆坡时都不能产生均匀流，只 有顺坡时才有可能。因为
➢ 平坡时： Gsin0
➢ 逆坡时： Gsin的方向与摩阻力方 向相同，不可能有等式： Gsin Ff
5.明渠恒定均匀流
§5 明渠恒定均匀流
Ff Gsin FP1
上式说明：明渠均匀流 中摩阻力Ff与水流重力 在流动方向上的分力平 衡。
当： Ff Gsin
明渠产生非均匀流。
B C
A Ff Gsinθ
D
FP2
G
5.明渠恒定均匀流
§5.1 明渠的类型及其对水流运动的影响
➢ 前面分析了明渠产生均匀流所要求的力的条件是摩阻力 与重力在水流方向上的分力相等，下面分析明渠断面几何 条件对水流流动状态的影响。
水面宽度： B=b+2mh
B(2m)h,b
h
过水断面面积：A=(b+mh)h A(m)h2
湿周： b2h 1m2
(2 1m2)h
水力半径：
RA (bmh)h
b2h 1m2
R ( m)h 2 1m2
水利课件第五章明渠恒定均匀流
同时，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，可以利用先进的数值模拟技术对明渠恒定均匀流进行更加精细和准确的分析和计算，为水利工程的规划、设计和运行提供更加可靠的技术保障。
工程应用前景展望
THANKS
感谢您的观看。
恒定均匀流的条件
在梯形明渠中，要实现恒定均匀流，同样需要满足水流连续性方程和能量守恒方程。
实例分析
通过给定的梯形明渠尺寸、糙率、流量等参数，可以计算出水深、流速、过水断面面积等水力要素，并分析水流特性。与矩形明渠相比，梯形明渠的水力计算更为复杂。
实例二：梯形明渠恒定均匀流
实例三：复杂形状明渠恒定均匀流
实验数据处理与分析方法
06
CHAPTER
明渠恒定均匀流在工程应用中的意义与价值
明渠恒定均匀流是水利工程中常见的流动状态，具有稳定的流动特性和水力要素。
在实际工程中，明渠恒定均匀流被广泛应用于渠道、堤防、水库等水利设施的规划、设计和运行中。
掌握明渠恒定均匀流的基本原理和计算方法，对于水利工程师来说具有重要意义。
明渠恒定均匀流特点
02
CHAPTER
明渠恒定均匀流基本方程
表示明渠中水流的质量守恒，即单位时间内流入和流出控制体的质量差等于控制体内质量的变化率。
A1v1=A2v2，其中A为过水断面面积，v为断面平均流速。
连续方程
连续性方程的表达形式
连续性方程的物理意义
动量方程的物理意义
表示明渠中水流的动量守恒，即单位时间内流入和流出控制体的动量差等于作用在控制体上的外力之和。
确定渠道底坡、糙率和横断面形状、尺寸等参数。
根据已知的水位或流量，利用水力学公式计算水面线。
绘制水面线图，表示不同位置的水面高程。
工程应用前景展望
THANKS
感谢您的观看。
恒定均匀流的条件
在梯形明渠中，要实现恒定均匀流，同样需要满足水流连续性方程和能量守恒方程。
实例分析
通过给定的梯形明渠尺寸、糙率、流量等参数，可以计算出水深、流速、过水断面面积等水力要素，并分析水流特性。与矩形明渠相比，梯形明渠的水力计算更为复杂。
实例二：梯形明渠恒定均匀流
实例三：复杂形状明渠恒定均匀流
实验数据处理与分析方法
06
CHAPTER
明渠恒定均匀流在工程应用中的意义与价值
明渠恒定均匀流是水利工程中常见的流动状态，具有稳定的流动特性和水力要素。
在实际工程中，明渠恒定均匀流被广泛应用于渠道、堤防、水库等水利设施的规划、设计和运行中。
掌握明渠恒定均匀流的基本原理和计算方法，对于水利工程师来说具有重要意义。
明渠恒定均匀流特点
02
CHAPTER
明渠恒定均匀流基本方程
表示明渠中水流的质量守恒，即单位时间内流入和流出控制体的质量差等于控制体内质量的变化率。
A1v1=A2v2，其中A为过水断面面积，v为断面平均流速。
连续方程
连续性方程的表达形式
连续性方程的物理意义
动量方程的物理意义
表示明渠中水流的动量守恒，即单位时间内流入和流出控制体的动量差等于作用在控制体上的外力之和。
确定渠道底坡、糙率和横断面形状、尺寸等参数。
根据已知的水位或流量，利用水力学公式计算水面线。
绘制水面线图，表示不同位置的水面高程。
明渠均匀流
第六章
明渠恒定均匀流
1.已知渠道的断面尺寸b、m、h及底坡i、 粗糙系数n，求通过的流量（或流速）。
2.已知渠道的设计流量Q、底坡i、底宽b、 边坡系数m和粗糙系数n，求水深h。
水 3.已知渠道的设计流量Q、底坡i、水深h、 力 边坡系数m及粗糙系数n，求渠道底宽b。 学
4.已知渠道的设计流量Q，水深h、底宽b、 粗糙系数n及边坡系数m，求底坡i。
水 力 学
/m
13.07 14.48 15.90 17.30
R/m 1.625 1.866 2.090 2.310
C /(m 1 / 2 / s )
Q AC Ri /(m 3 / s )
42.6 59.3 78.6 100.9
44.5 45.5 46.5 47.0
第六章
明渠恒定均匀流
由上表绘出h～Q曲线。从曲线查得：当Q为 70m3/s时，h=3.3m （2）查图法
水 力 学
显然，通过复式断面渠道的流量， 应为通过各部分流量的总和，即：
第六章
明渠恒定均匀流
Q (K1 K2 Kn ) i Ki i
例题2：某水电站引水渠，为梯形端面，边坡系 数 边坡系数m=1.5 ，底宽b=34m，糙率n=0.03 底坡i为 1 ，渠底至堤顶高差为3.2 m。见图
第六章
明渠恒定均匀流
3．渠道必须是长而直的棱柱体顺坡明渠，粗糙 系数沿程不变。
水 力 学 讲 义
4．渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰。 三.明渠均匀流的计算公式
流量公式
1 1 C R6 n
Q AC R i K i
K AC R AR2 / 3 n Q i
第六章
明渠恒定均匀流
《明渠均匀流》课件
均匀流验证
通过水力学模型试验或数值模拟，验 证溢洪道是否满足明渠均匀流的条件 ，确保设计的有效性。
城市排水系统的明渠均匀流优化
优化目标
城市排水系统在雨季需要快速 、有效地排放雨水，避免内涝 灾害，明渠均匀流是实现这一
目标的关键。
管道布局
根据城市地形和雨水排放需求 ，合理规划排水管道的布局， 确保水流顺畅。
流量计算
根据已知的水头和管道截面积计算流量。
水头损失计算
根据伯诺里方程计算水头损失。
阻力损失计算
根据达西公式计算沿程阻力损失，根据谢 才公式计算局部阻力损失。
水力效率计算
根据水头损失和流量计算水力效率。
参数选择与校核
01 参数选择
根据实际工程需要选择合适的管道材料、管径、 粗糙度等参数。
02 校核内容
02 斯拉egan cheer堞
05
明渠均匀流的案例分析
某河流的明渠均匀流分析
案例概述
某河流在某一河段呈现出明渠均匀流 的特征，该河段具有代表性的地理、 水文条件，适合进行明渠均匀流的分
析。
水深确定
根据流速分布和水力学原理，确定该 河段的合理水深，以满足明渠均匀流
的条件。
流速分布
通过实测数据或模拟计算，分析该河 段内的流速分布，探究流速与断面宽 度的关系。
动量方程
总结词
描述水流受到外力作用时的运动变化
详细描述
动量方程是关于水流动量的守恒方程，它反映了水流在外力作用下的运动变化 规律。在明渠均匀流中，由于流速分布均匀，动量方程可以简化为一个简单的 形式，便于分析和计算。
能量方程
总结词
描述水流能量的转化和损失
详细描述
能量方程是描述水流能量转化和损失的方程，它包括了水流的重力势能、动能和 阻力损失等能量要素。在明渠均匀流中，由于流速分布均匀，能量方程可以简化 为一个简单的形式，便于分析和计算。
通过水力学模型试验或数值模拟，验 证溢洪道是否满足明渠均匀流的条件 ，确保设计的有效性。
城市排水系统的明渠均匀流优化
优化目标
城市排水系统在雨季需要快速 、有效地排放雨水，避免内涝 灾害，明渠均匀流是实现这一
目标的关键。
管道布局
根据城市地形和雨水排放需求 ，合理规划排水管道的布局， 确保水流顺畅。
流量计算
根据已知的水头和管道截面积计算流量。
水头损失计算
根据伯诺里方程计算水头损失。
阻力损失计算
根据达西公式计算沿程阻力损失，根据谢 才公式计算局部阻力损失。
水力效率计算
根据水头损失和流量计算水力效率。
参数选择与校核
01 参数选择
根据实际工程需要选择合适的管道材料、管径、 粗糙度等参数。
02 校核内容
02 斯拉egan cheer堞
05
明渠均匀流的案例分析
某河流的明渠均匀流分析
案例概述
某河流在某一河段呈现出明渠均匀流 的特征，该河段具有代表性的地理、 水文条件，适合进行明渠均匀流的分
析。
水深确定
根据流速分布和水力学原理，确定该 河段的合理水深，以满足明渠均匀流
的条件。
流速分布
通过实测数据或模拟计算，分析该河 段内的流速分布，探究流速与断面宽 度的关系。
动量方程
总结词
描述水流受到外力作用时的运动变化
详细描述
动量方程是关于水流动量的守恒方程，它反映了水流在外力作用下的运动变化 规律。在明渠均匀流中，由于流速分布均匀，动量方程可以简化为一个简单的 形式，便于分析和计算。
能量方程
总结词
描述水流能量的转化和损失
详细描述
能量方程是描述水流能量转化和损失的方程，它包括了水流的重力势能、动能和 阻力损失等能量要素。在明渠均匀流中，由于流速分布均匀，能量方程可以简化 为一个简单的形式，便于分析和计算。
明渠均匀流
A——过流断面面积，A=(b+mh)h；
χ——湿周， b
R——水力半径，R
2hA
1
m2
明渠均匀流
B
h
b
a
1.2 过流断面的几何要素
边坡系数m的大小决定于渠壁土壤或护面的性质，如表6-1所示。
土壤种类 边坡系数m
土壤种类
细粒沙土
3.0～3.5
重壤土、密实黄土、 普通黏土
砂壤土或松散土 壤
2.0～2.5
明渠均匀流
最大允许流速（m3/s） 0.6~0.8 0.65~0.85 0.70~1.0 0.75~0.95
最大允许流速（m3/s） 0.35~0.45 0.45~0.6 0.60~0.75 0.75~0.90 0.90~1.10 1.10~1.30
1.4 明渠均匀流水力计算
【例6-1】有一顺直的梯形断面棱柱形排水土渠，其底宽b=3.5m，边坡系数m=1.25， 粗糙系数n=0.023，渠底坡度i=0.000 5，设计正常水深h0=1.5m，试校核渠道的输 水能力和流速。
密实重黏土
密实砂壤土、轻 黏壤土
1.5～2.0
各种.5
边坡系数m 1.0～1.5
1.0 0.5～1.0
明渠均匀流
1.3 明渠均匀流基本公式
明渠水流一般属于湍流粗糙区，其流速公式通常采用谢才公式，即
C RJ
式中式中C为谢才系数。此外，因明渠均匀流的水力坡度J和渠底坡的坡度i 相等，故流速还可表示为
4.5
5.0
6.0
8.0
10.0
明渠均匀流
1.4 明渠均匀流水力计算
均质黏性土
轻土壤 中土壤 重土壤 黏土 均质无黏性土
第七章明渠均匀流PPT课件
m (2 1 m2 m)h
最优水力半径
Rm
h 2
第17页/共24页
梯形断面的边坡系数 m
梯形断面是最常见的一种人工渠道，一般不加衬砌， 边坡的稳岩定土种性类及边坡系边数坡系m数选m(择水下由部土分)壤力边坡学系性数(质水上决部定分)。
未风化的岩石
1～0.25
0
风化的岩石
0.25～0.5
0.25
Ff < Gs
Ff = Gs
匀速运动
加速运动
充分长直的棱柱体正坡(i > 0)明渠
产生均匀流的条件： ❖水流应为恒定流。流量应沿程不变，即无支流。 ❖渠道必须是长而直的棱柱体顺坡明渠，糙率系数沿程 不变。另外渠道中无水工建筑物的局部干扰。
第6页/共24页
明渠均匀流的形成条件 ①恒定流Q =const; ②棱柱体渠道; ③正坡i＞0; ④棱柱体明渠足够长； ⑤糙率n沿程不变； ⑥没有建筑物的干扰。
（一）明渠的底坡
i dZo (z02 z01) sin
ds
ds
底坡线：沿渠道中心线所作的铅直面和 渠底的交线称为底坡线（渠底线、河底线）。
水面线：沿渠道中心线所作的铅直面与水面 的交线则称为水面线。
底坡：渠底高程沿水流方向单位距离的 降落值称为底坡，以i表示。
第1页/共24页
水面线 底坡线
介绍几个综合糙率公式。
假定：总阻力=各部分阻力之和。 0 11 22
1）巴普洛夫斯基公式:(nmax/nmin＞2.0)
n
1n12 2n22 1 2
2）别洛康·爱因斯坦公式：
① nmax/nmin＞2.0，
n
( 1n13/ 2
n3/ 2 22
)3/ 2
最优水力半径
Rm
h 2
第17页/共24页
梯形断面的边坡系数 m
梯形断面是最常见的一种人工渠道，一般不加衬砌， 边坡的稳岩定土种性类及边坡系边数坡系m数选m(择水下由部土分)壤力边坡学系性数(质水上决部定分)。
未风化的岩石
1～0.25
0
风化的岩石
0.25～0.5
0.25
Ff < Gs
Ff = Gs
匀速运动
加速运动
充分长直的棱柱体正坡(i > 0)明渠
产生均匀流的条件： ❖水流应为恒定流。流量应沿程不变，即无支流。 ❖渠道必须是长而直的棱柱体顺坡明渠，糙率系数沿程 不变。另外渠道中无水工建筑物的局部干扰。
第6页/共24页
明渠均匀流的形成条件 ①恒定流Q =const; ②棱柱体渠道; ③正坡i＞0; ④棱柱体明渠足够长； ⑤糙率n沿程不变； ⑥没有建筑物的干扰。
（一）明渠的底坡
i dZo (z02 z01) sin
ds
ds
底坡线：沿渠道中心线所作的铅直面和 渠底的交线称为底坡线（渠底线、河底线）。
水面线：沿渠道中心线所作的铅直面与水面 的交线则称为水面线。
底坡：渠底高程沿水流方向单位距离的 降落值称为底坡，以i表示。
第1页/共24页
水面线 底坡线
介绍几个综合糙率公式。
假定：总阻力=各部分阻力之和。 0 11 22
1）巴普洛夫斯基公式:(nmax/nmin＞2.0)
n
1n12 2n22 1 2
2）别洛康·爱因斯坦公式：
① nmax/nmin＞2.0，
n
( 1n13/ 2
n3/ 2 22
)3/ 2
第六章明渠均匀流
1
1
z01 0
2
z02 2
0
ds
i z sin
L
正坡：渠底沿程降低。 i ＞0 平坡：渠底沿程水平。 i ＝0 负坡：渠底沿程升高。 i ＜0
▽ ▽
i ＞0
i ＝0
▽
i ＜0
二、明渠的横断面
渠道的过水断面型式有很多种。对于人工修 建的明渠，为了便于施工和符合水流运动特点， 一般做成对称的规则断面。工程中常见的形状： 梯形断面、矩形断面或圆形断面、U形断面和复式 断面等。天然河道由于长度一般比较大，受地形 条件的限制，断面通常是不规则的，也不对称， 往往可分为主槽与滩地。
b 2h
R A bh
b 2h
圆形断面：
A 1 r 2 1 r 2 sin2
2
2
1 r 2 sin
2
h bB
B
rh
d
A d 2 Sin 其中为θ弧度。
8
d
2
0
180
R A d（1 Sin ） 4
按断面形状、尺寸沿流程是否变化分类：
断面的形状、尺寸沿流程不变的长直渠道，称为
上述条件中任何一个不能满足时，都将产生明 渠非均匀流。在实际工程中，严格地讲，没有绝对 的明渠均匀流，只要与上述条件相差不大，即可近 似地看成是明渠均匀流。在人工渠道中，渠轴线总 是尽可能的顺直，底坡沿程尽量保持不变，人工渠 道通常是沿程不变的棱柱体渠道，基本上满足均匀 流的条件。至于天然河道，一般为非均匀流；个别 较顺直整齐的、糙率基本一致的、单式断面、河床 稳定的河段，可视为均匀流段。
棱柱体渠道。
断面的形状、尺寸沿程渐变的长直渠道，或断 面形状尺寸沿程不变的轴线弯曲的渠道，称为非棱 柱体渠道。
《明渠恒定均匀流 》课件
曼宁公式
总结词
曼宁公式是计算明渠恒定均匀流流速的公式，它基于 水力半径和曼宁系数来计算流速。
详细描述
曼宁公式是明渠水力学中的另一个重要公式，用于计算 明渠恒定均匀流的流速。该公式由曼宁提出，基于水力 半径和曼宁系数来计算流速。与谢才公式类似，水力半 径反映了过水断面的水力特性，而曼宁系数则反映了底 坡、糙率等渠道特性对水流的影响。通过曼宁公式可以 方便地计算出明渠恒定均匀流的流速，为研究明渠水力 学和工程应用提供了重要的依据。
详细描述
在灌溉渠道中，明渠恒定均匀流的优化对于 提高灌溉效率、减少水资源的浪费和降低灌 溉系统的维护成本具有重要意义。通过对灌 溉渠道的断面、坡度、糙率等参数进行合理 设计和优化，可以确保水流的平稳流动，提 高灌溉水的利用率和灌溉效率，同时减少对
灌溉系统的磨损和破坏，降低维护成本。
THANKS 感谢观看
阻力损失与渠道长度的关系
随着渠道长度的增加，阻力损失也会增加。这是因为水流在流动过程中会不断 克服摩擦阻力。
03 明渠恒定均匀流的流量公式
谢才公式
总结词
谢才公式是计算明渠恒定均匀流流量的公式，它基于 水力半径和谢才系数来计算流量。
详细描述
谢才公式是明渠水力学中的重要公式之一，用于计算 明渠恒定均匀流的流量。该公式由谢才提出，基于水 力半径和谢才系数来计算流量。水力半径是明渠中过 水断面面积与湿周的比值，反映了过水断面的水力特 性；谢才系数则反映了底坡、糙率等渠道特性对水流 的影响。使用谢才公式可以方便地计算出明渠恒定均 匀流的流量，为水力学研究和工程应用提供了重要的 工具。
性要求。
航道整治
航道整治是改善和维护河流、 湖泊等通航条件的工程措施。
在航道整治中，明渠恒定均匀 流理论可以用于确定整治后的 航道尺度、设计合理的航道线 形和通航建筑物等。
第9章明渠均匀流讲解
顺坡、正坡 i > 0
平坡 i = 0
逆坡、负坡 i < 0
在平底渠道中i=0，流段重力在顺流方向分力
G sinθ=0；
在逆坡渠道中，流段重力的分力Gsinθ与摩阻力 Ff的方向一致，因而都不可能满足Gsinθ＝Ff 的平衡
条件，故在平底及逆坡渠段中，不可能产生均匀流动， 只有在顺坡渠道中，才有可能产生均匀流。
从力学观点看，明渠均匀流是一种等速直线运动。则作用于流段上所有外 力在流动方向的分量必相互平衡，即
Fp1 Gsin Fp2 Ff 0 式中为渠底与水平线的夹角 。
因为均匀流中过水断面上的压强按静水压强分布，而且各过水断面的水深 及过水断面积相同，故P1=P2。则由上式可得
Gsin Ff
上式标明：明渠均匀流中摩阻力Ff与水流重力在流动方向的分力相平衡。
本章的重点
明渠均匀流的特性和形成条件； 明渠流水力计算应考虑的几个问题； 明渠均匀流水力计算的类型和方法。
9
9.1 概述
明 渠
9.2 件
明渠均匀流的特征及其形成条
均 9.3 明渠均匀流的水力计算
匀
流 9.4 无压圆管均匀流
9
9.1 概述
明 渠
9.1.1 明渠流动的特点
均
9.1.2 明渠的分类
匀
流
水深时，渠道过不了设计流量（比设计流量小）。 通过一定流量时，实际水深比设计计算的水深大， 可能造成水漫渠顶事故。
•
各种土质、衬砌材料渠道的糙率表
表 人工渠道的糙率
渠道衬砌材料 土渠： 夯实光滑的土面 砾石（直径20~60mm）渠面 散布粗石块的土渠面 野草丛生的砂壤土或砾石渠面
n
0.017~0.020 0.025~0.030 0.033~0.04 0.04~0.05
[精品]【水利课件第七章 明渠均匀流
![[精品]【水利课件第七章 明渠均匀流](https://img.taocdn.com/s3/m/a4022e3a227916888486d7fa.png)
§ 7-2 明渠均匀流的计算公式 （附图6~1） 已知b和h，求k h0 0.8 0.267 和m=1.5, b 3
2.67 2.67
h0 0.24 nk
2.67
h0 0.8 k 76.55m3 / s 0.24n 0.24 0.03
Q k i 76.55 0.0005 1.71m / s
1 6
1 6
② 图解法（附图6~2）
已知b和h，求k h0 0.8 0.267 和m=1.5, b 3
b 2.67 8 nk
b 2.67 32.67 k 78.29m3 / s 8n 8 0.03
Q k i 78.29 0.0005 1.75m3 / s
即：
J Jp i
z1
z2
J Jp
§ 7-2 明渠均匀流的计算公式
§7-2 明渠均匀流的计算式
㈠、断面类型、水力要素
1、梯形断面：
过水断面面积：
A=（b+mh）h
B=b+2mh
边坡系数 m=ctgφ
1 m
边坡系数（m） ：边坡线长度的水平投影与铅直投影之比。
湿周和水力半径：
b 2 1 m h
3
§ 7-3 明渠水力最优断面和允许流速
§7-3 明渠水力最优断面和允许流速
1、水力最优断面
Q Ac Ri
Q f i, n, 断面形状，尺寸
1 6 2 1 3 2 5 3
水力最优断面： 当 i、n 及 A 大小一定时，使渠道能通过的
i ＝0 i ＜0
＞0 i
§ 7-1 概述
底坡为渠底的高差△Z 与相应渠长 L 的比值
z sin L 一般情况下， 很小， sin tg i
明渠均匀流公式及流量计算ppt课件
43.74C Nhomakorabea1
1
R6
1
1
2.356 38.43
n
0.03
利用明渠均匀流流量公式计算得：
Q AC Ri 102.74 38.43 2.35 1 75.08(m3 ) 6500
4
小结
➢ 理解掌握明渠均匀流流量公式及流量计算。 ➢ 注意公式中各水力要素的含义及计算方法。 ➢ 牢记明渠均匀流水深叫正常水深。
明渠均匀流流量公式及应用
1
1 明渠均匀流流量计算公式 明渠均匀流流量计算公式由谢才公式v C RJ 推导得出
Q AC Ri
A —— 过水断面面积 C —— 谢才系数 R —— 水力半径
C
1
1
R6
n
i —— 底坡
通常将明渠均匀流的水深称为正常水深，以h0表示。
2
2 明渠均匀流流量计算举例
【案例】：某水电站引 水渠如右图，横截面为 梯形断面，边坡系数 m=1.5，底宽b=34m，糙 率n=0.03底坡i=1/6500， 求当正常水深为2.7m时 该引水渠的流量。
3
【案例分析与计算】：· 判断该问题是求解明渠均匀流流量，可以直接利用 Q AC Ri 计算
首先求解断面水力要素：
A (b mh)h (34 1.5 2.7) 2.7 102.74(m2 )
b 2h 1 m2 34 2 2.7 1 1.52 43.74(m)
R A 102.74 2.35(m)
5
1
R6
1
1
2.356 38.43
n
0.03
利用明渠均匀流流量公式计算得：
Q AC Ri 102.74 38.43 2.35 1 75.08(m3 ) 6500
4
小结
➢ 理解掌握明渠均匀流流量公式及流量计算。 ➢ 注意公式中各水力要素的含义及计算方法。 ➢ 牢记明渠均匀流水深叫正常水深。
明渠均匀流流量公式及应用
1
1 明渠均匀流流量计算公式 明渠均匀流流量计算公式由谢才公式v C RJ 推导得出
Q AC Ri
A —— 过水断面面积 C —— 谢才系数 R —— 水力半径
C
1
1
R6
n
i —— 底坡
通常将明渠均匀流的水深称为正常水深，以h0表示。
2
2 明渠均匀流流量计算举例
【案例】：某水电站引 水渠如右图，横截面为 梯形断面，边坡系数 m=1.5，底宽b=34m，糙 率n=0.03底坡i=1/6500， 求当正常水深为2.7m时 该引水渠的流量。
3
【案例分析与计算】：· 判断该问题是求解明渠均匀流流量，可以直接利用 Q AC Ri 计算
首先求解断面水力要素：
A (b mh)h (34 1.5 2.7) 2.7 102.74(m2 )
b 2h 1 m2 34 2 2.7 1 1.52 43.74(m)
R A 102.74 2.35(m)
5
明渠均匀流动
5、明渠边界突然变化时，影响范围大。（有压管流影 响范围小）
二、明渠流的分类
明渠流
非恒定流 恒定流
三、明渠的分类
均匀流 非均匀流
渐变流 急变流
明渠断面形状有：
• 梯形：常用的断面形状 • 矩形：用于小型灌溉渠道当中 • 抛物线形：较少使用 • 圆形：为水力最优断面，常用于城市的排水系统中
1、按明渠的断面形状和尺寸是否变化：
l
l
正坡（Downhill Slope） ： i>0，明槽槽底沿程降低者,或称顺坡。
平坡（Horizontal Bed） ：i=0，明槽槽底高程沿程不变。
逆坡（Adverse Slope）： i<0，明槽槽底沿程增高，或称为反坡。
v h l´ z
l
i>0
i=0
i<0
第二节 明 渠 均 匀 流
一、明渠均匀流形成条件及特征
一、无压圆管均匀流的水力特征
1）无压圆管均匀流的水力坡度J 、测压管水力坡度Jp 、 底坡 i 彼此相等，即J=Jp=i。
Q AC Ri
2）流速和流量分别在水流为满流之前，达到其最大值， 即其水力最优情况发生在满流前。
C 1 R1/6 n
式中n 是综合反映壁面对水流阻滞作用的粗糙系数， 各种不同粗糙面的n见P199表9.1
8g
RJ C
RJ
( h f
2
)
L 4R 2g
C
8g
适用于任何流区
2.基本公式
连续性方程： Q A
谢才公式： C RJ C Ri
Q A AC Ri K i
K——明渠均匀流的流量模数 K AC R
第9章 明渠均匀流动
第一节 明渠流动概述
二、明渠流的分类
明渠流
非恒定流 恒定流
三、明渠的分类
均匀流 非均匀流
渐变流 急变流
明渠断面形状有：
• 梯形：常用的断面形状 • 矩形：用于小型灌溉渠道当中 • 抛物线形：较少使用 • 圆形：为水力最优断面，常用于城市的排水系统中
1、按明渠的断面形状和尺寸是否变化：
l
l
正坡（Downhill Slope） ： i>0，明槽槽底沿程降低者,或称顺坡。
平坡（Horizontal Bed） ：i=0，明槽槽底高程沿程不变。
逆坡（Adverse Slope）： i<0，明槽槽底沿程增高，或称为反坡。
v h l´ z
l
i>0
i=0
i<0
第二节 明 渠 均 匀 流
一、明渠均匀流形成条件及特征
一、无压圆管均匀流的水力特征
1）无压圆管均匀流的水力坡度J 、测压管水力坡度Jp 、 底坡 i 彼此相等，即J=Jp=i。
Q AC Ri
2）流速和流量分别在水流为满流之前，达到其最大值， 即其水力最优情况发生在满流前。
C 1 R1/6 n
式中n 是综合反映壁面对水流阻滞作用的粗糙系数， 各种不同粗糙面的n见P199表9.1
8g
RJ C
RJ
( h f
2
)
L 4R 2g
C
8g
适用于任何流区
2.基本公式
连续性方程： Q A
谢才公式： C RJ C Ri
Q A AC Ri K i
K——明渠均匀流的流量模数 K AC R
第9章 明渠均匀流动
第一节 明渠流动概述
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、流速分布规律
明渠流动状态 层流 紊流
Re= vR/ν
Rec= 300
1、层流的速度分布 定常均匀流速度分布方程
u ? ?i y(2h ? y) 2?
y=h，液流表面的速度，
u max
?
?i 2?
h2
§6.2 明渠定常均匀流的水力计算
取单位宽度的液体深度为dy，微单元面积为dA=dy×1， 沿液流深度积分得流量
一、明渠流动的特点
1.具有自由液面，p0=0，为无压流（满管流为压力流）；
2.湿周是过水断面固体壁面与液体接触部分的周长 ,不等于过 水断面的周长；
3.重力是流体流动的动力，为重力流（管流则是压力流）；
§6.1明渠流的概念
4.渠道的坡度影响水流的流速、水深。坡度增大，则流速增 大 ，水深减小； 5.边界突然变化时，影响范围大。 由于明渠的断面形状、尺寸、底坡等几何要素对水流形态 有重要影响，下面将阐述明渠的几何要素和类型。 过流断面: 指与流向相垂直的断 面，除了包括渠道轮廓外还包括水面 轮廓。 一般来讲，过流断面与渠底平面 相垂直，与铅直面之间形成夹角θ。
第六章 明渠均匀流与渠流
§6.1明渠流的概念 §6.2明渠定常均匀流的水力计算 §6.3明渠的水力最佳断面 §6.4堰流
工程实例
§6.1明渠流的概念
明渠（channel）：是人工渠道、天然河道以及不满 流管道统称为明渠。
明渠流（channel flow）：具有露在大气中的自由液 面的槽内液体流动称为明渠流（明槽流）或无压流。
反坡或逆坡。
在一般情况下，θ角很小，渠底线 l实用上可以 认为与其水平投影长度lx相等，sinθ≈tanθ，即
i ? ? z ? tan ? lx
§6.1明渠流的概念
四、明渠均匀流的发生条件 1）底坡和糙率沿程不变的长而直的棱柱形渠道，渠底坡 度等于水力坡度；
2）渠道必须为顺坡(i>0)；
3）渠道中没有建筑物的局部干扰，没有局部阻力； 4）明渠中的水流必须是恒定的，沿程无水流的汇入、汇 出，即流量不变。过流断面、水深及沿程流速均不变。
m=0，边坡线为铅垂线。
§6.1明渠流的概念
(3) 过水断面面积
A ? (b ? mh )h
湿周 ? ? b ? 2h 1? m2
水力半径
R ? A ? (b ? mh)h
? b ? 2h 1? m2
水面宽
B ? b ? 2mh
二、明渠流的分类
三、明渠的分类
明渠断面形状有 : 梯形：常用的断面形状 矩形：用于小型灌溉渠道当中 抛物线形：较少使用 圆形：为水力最优断面，常用于城市的排水系统中 复合式：常用于丰、枯水量悬殊的渠道中
§6.1明渠流的概念
五、明渠均匀流的水力特征
1）过水断面的形状和尺寸、断面平均流速、流量和水深 沿程不变。通常将明渠均匀流的水深称为正常水深，
以h0表示。
2）总水头线、测压管水头线（水面坡度）和渠底线互相 平行，即：
§6.1明渠流的概念
列（1）- （2）能量方程得：
§6.1明渠流的概念
物理意义：水流因高程降低而引起的势能减少正好等 于克服阻力所损耗的能量，而水流的动能维持不变
i ? sin ? ? z1 ? z2 ? ? z
l
l
§6.1明渠流的概念
平坡（horizontal bed）：i=0，明槽槽底高程沿程不变者
称为平坡。
正坡（downhill slope）：i>0，明槽槽底沿程降低者称为
正坡或顺坡。
逆坡（adverse slope）：i<0，明槽槽底沿程增高者称为
（1）岗古立公式（2）曼宁公式 （3）巴生公式（4）巴甫洛夫斯基公式
§6.2 明渠定常均匀流的水力计算
1.明渠均匀流水力计算的基本公式 （1）曼宁公式：
C ? 1 R 1/6 n
（2）巴甫洛夫斯基公式： C ? 1 Ry n
式中： 可查表6.4
P118 例题6.1
§6.2 明渠定常均匀流的水力计算
?0
?
??
8g
v2
（6.3）
§6.2 明渠定常均匀流的水力计算
v ? 8g Ri ? c Ri
?
（蔡西公式）
Q ? Av ? cA Ri ? K i
（6.4）
K ? cA R
C为谢才系数
K ——明渠均匀流的流量模数。单位为m3/s， 它综合反应明渠断面形状，尺寸和粗糙度对过水能力的影响。
二、计算平均流速的经验公式
§6.1明渠流的概念
§6.1明渠流的概念
1.按明渠的断面形状和尺寸是否变化分： 棱柱形渠道（prismatic channel）：断面形状和尺寸沿程不
变的长直明渠称为棱柱形渠道， h=f(i)。
非棱柱形渠道（non-prismatic channel ）：断面形状和尺寸
沿程不断变化的明渠称为非棱柱形渠道， h=f(i,s) 2.底坡（ i ）渠道底部沿程单位长度的降低值
§6.2 明渠定常均匀流的水力计算
因为均匀流中过流断面的压强符合静水压强分布规律，
水深又不变，所以P1和P2大小相等。上式可写成
G sin ? ? T
这表明，明渠均匀流是重力沿水流方向的分力和阻力相
平衡 ?
xl
? ?Ali ? ?Ri
xl
（6.2）
明渠多处于阻力平方区的紊流状态度，蔡西根据实验认为
明渠流断面形式及水力要素计算公式
§6.1明渠流的概念
现以工程中应用最广的梯形断面为例，说明计算中 常用到的过流断面的水力要素。 (1) 水深—过流断面上渠底最低点到水面的距离，用 h
表示。当θ不大时，用h' 代替h，可以铅直量取。
(2) 边坡系数—表示边坡的 倾斜程度，用边坡倾角α的 余切cotα=m来表示边坡系数，
? ? Q ? udA ? h ?i (2h ? y)dy
A
0 2?
Q ? ?i h3 3?
断面平均流速
?i h3
Q v? ?
A
3?
h?1
?
?i 3?
h2
?
2 3 umax
§6.2 明渠定常均匀流的水力计算
2、紊流的速度分布
垂线速度分布符合对数分布规律
§6.2 明渠定常均匀流的水力计算
一、明渠均匀流水力计算的基本公式
明渠均匀流中对1、2断面间的水体进行受力分析， 如右图。设此流段水体重力为 G，渠道表面的摩擦阻力 为T，流段两端的动水压力P1、P2。因为均匀流是等速 直线运动，没有加速度，则作用于流段上所有外力在流 动方向的分量必相互平衡，即
P1 ? G sin ? ? P2 ? T ? 0