七章明渠均匀流ppt课件.ppt

第七章 明渠均匀流,定义：排水渠中凡是具有自由液面的流动，称为明渠。,0,0,0,7-1 概述,7-1 概述,7-2 明渠均匀流的计算公式,7-2 明渠均匀流的计算公式,在明渠均匀流中，断面尺寸和n一定，,对某一给定的渠道，则有,7-2 明渠均匀流的计算公式,2、图解法：（满宁公式制成）,7-2 明渠均匀流的计算公式,对梯形断面：,m为参数，绘制曲线,如附图62，,7-2 明渠均匀流的计算公式,例：有一段长一公里的小河，n=0.030，过水断面为梯形，其底部落差为0.5m，底宽3m，水深0.8m，边坡系数m=ctg=1.5，求流量模数K和流量Q。,解：解析法,7-2 明渠均匀流的计算公式,图解法（附图62）,已知b和h，求k,和m=1.5,7-2 明渠均匀流的计算公式,（附图61）,已知b和h，求k,和m=1.5,7-2 明渠均匀流的计算公式,7-3 明渠水力最优断面和允许流速,再求二阶导数，,0,7-3 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,7-3 明渠水力最优断面和允许流速,分为三种基本类型，（以梯形断面渠道为例）,一、校核渠道的输水能力,主要是对已有的渠道进行验算，从谢才公式知道：,括号内为已知，可求出、R、c，直接用公式可求出Q。,二、确定渠道的底坡,一般是已知 n、Q、m、b、h，求i,先求出,三、设计渠道的断面尺寸,一般是已知 n、Q、m、I，求b、h,7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题,1、先定出h，求b,给出几个不同的b，求出相应的,在由给定的Q，i计算,用右图找出对应于该k值的b，即是所求的底宽b。,2、先定出b，求h,给出几个不同的h，求出相应的,7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题,在由给定的Q，i计算,用上图找出对应于该k值的h，即是所求的水深h。,用上述方法确定的过水断面，不一定是水力最优断面。,3、确定宽深比，求相应的b和h,与上述方法类似，给定了的条件，其解是唯一的。对小型渠道，一般按水力最优设计，使,对大型土渠的计算，则应考虑经济条件，水力最优不一定是经济造价和施工条件最优的。,7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题,4、按最大允许流速设计，求b、h,当流速成为设计渠道的控制条件时，采用此法,以梯形为例：将A、R的值代入下式：,联立即可解出b和h。,例：有一条大型输水土渠（n=0.025)，梯形断面，边坡系数m=1.5，问在底坡I=0.0003和水深h=2.65m时，其底宽b为多少才能通过流量Q=40m3/s？,7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题,解：,代入上式：,7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题,用试算法或图解法来求：,0,1,449.2,630,4,10,11,1160,2280,2450,7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题,75 无压园管均匀流的水力计算,无压管道指的是不满流的长管道,1、无压管道的水流特征,对比较长的无压园管来说，直径不变的顺直段，其水流状态与明渠均匀流相同，即,流速和流量分别在水流为满流之前达到最大值，即水力最优情况发生在满流之前。,2、无压管道的计算问题,基本公式仍是：,7-5 无压圆管均匀流的水力计算,无压园管水力计算的基本问题分为三类：,检验过水能力，即已知管径d、充满度、管壁粗糙系数n及底坡i，求流量Q。,7-5 无压圆管均匀流的水力计算,已知Q、d、n、，要求设计坡度i;,在进行计算时，污水管道应按不满流计算，其最大充满度见表6-7，这样规定的原因是：,污水流量时刻在变化，很难精确估算，而且雨水或地下水可能渗入污水管道。因此要保留一部分管道断面，以防污水溢出。,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。,管道部分充满时，管道内水流速度和流量比满流时大一些。,7-5 无压圆管均匀流的水力计算,