Excel水力计算展示——棱柱体渠道水面线计算 演示.ppt

5.8m
6m
控制断面在下游，控制水深为6m。
水面线全长的起始水深 h 1.01h0 1.01 4.92 4.97(m)
按水深分段，分段后各流段的上游断面水深为5.8、5.6、5.4、5.2、5.1、
5.03、4.97m，共七段。
水力分析与计算
水利水电建筑工程
水力分析与计算
二 棱柱体渠道水面线计算的excel方法
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水力分析与计算
主持单位: 广东水利电力职业技术学院 黄河水利职业技术学院
参建单位: 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职业技术学院 四川水利职业技术学院 长江工程职业技术学院
水力分析与计算
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三 课下练习
如图所示为一矩形断面的明渠，长度S=500m，底宽b=6m，边 坡系数m=2，底坡i=0.0016，粗糙系数n=0.025，当通过流量 Q=10m3/s时，闸前水深hs=1.5m，按分段求和法计算并绘制水面曲线。
本题目参考文献：刘亚坤.水力学[M].北京：中国水利水电出版社，2008.
（1）列清已知条件 新建Excel工作薄，在A2～G2的单元格中写清已知条件的名称，
即过水流量Q、正常水深h0（此结果为明渠均匀流正常水深的计算结 果）、闸前水深h、渠道底宽b、边坡系数m、渠道底坡i、糙率n等。 （2）编制计算程序
按照“分段求和法”的计算思路，编写流段长度的计算过程。
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经水力分析计算，该渠道正常水深h0=4.92m，临界水深
hk =1.72m。因为h0> hk，故该渠道为缓坡。渠道末端的水深为6m，
即水h>力h分0>析与hk计，算故水面曲线的类型为a1型壅水曲线。
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二 棱柱体渠道水面线计算的excel方法 控制 断面
4.97m
5.4m 5.6m
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棱柱体明渠非均匀流渐变流水面曲线EXCEL计算
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需要注意的问题：
1.“已知条件”变量，应当用固定符号“$”固定，避免在“计算 过程”的下拉计算时导致这些变量发生变化。
2.鉴于Excel表格的特点，在进行每个流段长度计算时，流段间的 参数平均值都放在第二个断面所对应的行。如第一个流段长度计算需用 断面1-1和断面2-2，其计算结果放在断面2-2所在的行；第二个流段长 度计算需用断面2-2和断面3-3，其计算结果放在断面3-3所在的行；依 此类推……。
……
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二 棱柱体渠道水面线计算的excel方法
有一长直的梯形断面棱柱体渠道，底宽b=20m，边坡系数 m=2.5，糙率n=0.0225，底坡i=0.0001。当通过流量Q=160m3/s 时，闸前水深h=6.0m。求闸前水面曲线的全长，并绘制水面曲线。
4.92m
1.72m
6m
水流分析：
=1/$G$3*D 6^(1/6)
J
v2 C2R
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……
……
Es
l
=A6+H6
=I6-I7 =(G6+G7)/2
水力分Es 析 h与计2vg算2
=$F$3-K7
J
1 2
( J1
J2)
l Es2 Es1 iJ
li
=SUM($M $6:M7) =J7/L7
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h1 v1
4
3
2
1
“分段求和法”“公分式段求和法”公式应用思路：
l Es Es2 Es1 h1
iJ iJ
h2
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J
1 2
( J1
J2)
h3
A1, 1, R1, v1 A2 , 2 ,R2 , v2 A3, 3, R3, v3
Es1, J1 Es2 , J 2 Es3, J3
l12 l23
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A
R
v
C
J v2 / 2g ……
=($D$3+$E$3*A 6)*A6
=$D$3+2*A6*SQRT(1+ $E$3^2)
=B6/C6 =$A$3/B6
A (b mh)h b 2h 1 m2 C 1 R1/6
n
vQ A
…… =E6^2/(2
*9.8)
=E6^2/(F6^ 2*D6)
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Excel水力计算展示厅 棱柱体渠道水面线计算
主讲人：韩红亮 杨凌职业技术学院
2014.11
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棱柱体渠道水面线计算
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一 棱柱体渠道水面线计算的方法
在工程中，最常用的方法是分段求和法。
4
3
2
1
h4 v4
h3 v3
h2 v2