理论教育 明渠恒定流的流动类型及其判别

明渠恒定流的流动类型及其判别

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7.2.1明渠非均匀流的特点是:①水深h和断面平均流速v沿程变化;②流线间互相不平行;③水力坡度线、测压管水头线和底坡线彼此间不平行。为完成这两项任务,首先要介绍与此有关的内容:明渠水流的流动类型及其判别和明渠水流流动类型转变时的局部水力现象——水跌和水跃。

明渠恒定流的流动类型及其判别

明渠均匀流是明渠恒定流中的较简单的情况,它的产生条件在7.1节中已阐明。在实际工程中,由于渠中有建筑物或者渠道底坡变化等,使得渠中常有非均匀流动产生,如图7.2.1所示,渠中有一坝,渠道末端有一跌坎。这时由于坝的壅水作用,坝上游的水位将抬高并影响一定范围,这个范围内的流动可视为非均匀渐变流,在其上游则可视为均匀流。在紧接坝址下游也常形成非均匀渐变流以及水跃、水跌等。

图7.2.1

明渠非均匀流的特点是:①水深h和断面平均流速v沿程变化;②流线间互相不平行;③水力坡度线、测压管水头线和底坡线彼此间不平行。

非均匀流产生的原因是:①渠道的断面形状、尺寸、粗糙系数n及底坡i沿程有变化;②渠道较短或者渠中有水工建筑物存在。非均匀流又分为非均匀渐变流和非均匀急变流两种情况。(www.daowen.com)

研究非均匀流的主要任务是:①定性分析水面曲线;②定量计算水面曲线。为完成这两项任务,首先要介绍与此有关的内容:明渠水流的流动类型及其判别和明渠水流流动类型转变时的局部水力现象——水跌和水跃。本节将先讲述前一部分内容。

凭感性知识我们知道水流有缓流和急流。一般缓流中水深较大,流速较小,当在缓流渠道中有突出物时,如图7.2.2 (a)所示,将产生干扰波,这时干扰波既能向上游传播也能向下游传播。急流中水深较浅,流速较大,当在急流渠道中有突出物时,如图7.2.2(b)所示,同样也产生干扰波,但这时的干扰波只能向下游传播。可以想像在缓流和急流之间一定还存在一种临界流,但此种流动型态不稳定。下面介绍定量判别三种流动类型的方法。

图7.2.2

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