2022年水力学知识点讲解.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载水力学学习指南中心广播电视高校水利水电工程专业 专科 同学们,你们好！这学期我们学习的水力学是水利水电工程专业重要的技术基础课程；通过本课程的学习,要求大家把握水流运动的基本概念、基本理论和分析方法,现象；学会常见的工程水力运算；能够分析水利工程中一般的水流今日直播课堂的任务是给大家进行一个回忆性总结,使同学们在复习水力学时,明白重点和难点,同时全面系统的复习总结课程内容,达到考核要求；第一章绪论 一 液体的主要物理性质1惯性与重力特性：把握水的密度 和容重 ；2粘滞性：液体的粘滞性是液体在流淌中产生能量缺失的根本缘由；描述液

2、体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 : dudy留意牛顿内摩擦定律适用范畴：1 牛顿流体, 2层流运动3可压缩性：在争论水击时需要考虑；4表面张力特性：进行模型试验时需要考虑；下面我们介绍水力学的两个基本假设： 二 连续介质和抱负液体假设1连续介质：液体是由液体质点组成的连续体 2抱负液体：忽视粘滞性的液体；（三）作用在液体上的两类作用力, 可以用连续函数描述液体运动的物理量；其次章 水静力学 水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容；通过静水压强和静水总压力的运算,我们可以 求作用在建筑物上的静水荷载；（一）静水压强：主要把握静水压强特性 , 等压面 , 水头的概念,以及静水压强的运算和

3、不同表示方法；1静水压强的两个特性：（1）静水压强的方向垂直且指向受压面（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关,与受压面方向无关,2. 等压面与连通器原理：在只受重力作用, 连通的同种液体内, 等压面是水平面； 它是静水压强运算和测量的依据）3重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式） p=p0+ h 或zpc其中 ： z 位置水头,p/ 压强水头（z+p/ ）测压管水头请留意,“ 水头” 表示单位重量液体含有的能量；4压强的三种表示方法：肯定压强p ,相对压强p, 真空度 pv, 它们之间的关系为：p= p -pa pv= p （当 p0 时 pv存在） 相对压强 :p= h, 可以是正值

4、,也可以是负值；要求把握肯定压强、相对压强和真空度三者的概念名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载和它们之间的转换关系； 1pa工程大气压 =98000N/m2=98KN/m 2 下面我们争论静水总压力的运算；运算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点,受压面可以 分为平面和曲面两类；依据平面的外形：对规章的矩形平面可采纳图解法,任意外形的平面都可以用 解析法进行运算；（一）静水总压力的运算 1 平面壁静水总压力（1）图解法：大小：P= b, - 静水压强分布图面积方向：垂直并指向受压平面作用线：过压

5、强分布图的形心,作用点位于对称轴上；静水压强分布图是依据静水压强与水深成正比关系绘制的,只要用比例线段分别画出平面上俩点 的静水压强,把它们端点联系起来,就是静水压强分布图；（2）解析法：大小：P=pcA, pc形心处压强方向：垂直并指向受压平面作用点 D：通常作用点位于对称轴上,在平面的几何中心之下；求作用在曲面上的静水总压力P,是分别求它们的水平分力Px 和铅垂分力Pz,然后再合成总压力P；（3）曲面壁静水总压力 1）水平分力： Px=pcAx= hcAx 水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力,它等于该投影平面形心点的压强乘以投影面面积；要求能够绘制水平分力Px的压强分布图,即曲

6、面在铅垂面上投影平面的静水压强分布图；2铅垂分力： Pz= V ,V-压力体体积；在求铅垂分力 Pz时 , 要绘制压力体剖面图；压力体是由自由液面或其延长面 , 受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积；当压力体与受压面在曲面的同侧,那么铅垂分力的方向向下；当压力体与受压面在曲面的两侧,就铅垂分力的方向向上；3合力方向： =arctg P zP x下面我们举例来说明作用在曲面上的压力体和静水总压力；例 5 图示容器左侧由宽度为 b 的直立平面 AB和半径为 R的 1/4 圆弧曲面 BC组成；容器内装满水,试绘出 AB 的压强分布图和 BC曲面上的压力体剖面图及水平分力的压强分布图,并

7、判别铅垂作用力的方向 , 铅垂作用力大小如何运算？解： 1 对 AB 平面,压强分布如下列图；总压力 P=1/2 H 2b；2 对曲面 BC,水平分力的压强分布如下列图,水平分力 PX=1/2 H+ （H+R） Rb：压力体是由受压曲面、过受压曲面周界作的铅垂面、向上或向下与自由表面或它的延长面相交围成的体积；因此,以1/4 圆弧面 BC为底（闪动曲面）,以曲面两端点向上作铅垂线,与水面线相交,围成压力体； 由于与水接触的受压面与压力体在曲面 铅垂方向作用力的大小： F z= V= H+RR-1/4 R 2 b BC的同一侧, 因此铅垂作用力的方向是向下的；名师归纳总结 - - - - - -

8、 -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第三章 液体运动基本概念和基本方程 这一章主要把握液体运动的基本概念和基本方程,并且应用这些基本方程解决实际工程问题；下 面我们第一介绍有关液体运动的基本概念：（一）液体运动的基本概念 1. 流线的特点 : 反映液体运动趋势的图线；流线的性质 : 流线不能相交；流线不能转折；2 . 流淌的分类 非恒定流 匀称流 : 过水断面上 液流 恒定流 非匀称流 渐变流 急变流 在匀称流和渐变流过水断面上,压强分布满意：z p c 另外断面平均流速和流量的概念要搞清；（二）液体运动基本方程1. 恒 定总留恋续方

9、程v2A 1 v 1A1= v 2A2 , v 1A 2Q=vA 利用连续方程,已知流量可以求断面平均流速,或者通过两断面间的几何关系求断面平均流速；2. 恒 定总流能量方程z 1p112 v 1z 2p22v2hw1 断面流到 2 断面的22g2g J= 水力坡度,表示单位长度流程上的水头缺失；能量方程是应用最广泛的方程,能量方程中的最终一项hw是单位重量液体从平均水头缺失,在第四章特地争论它的变化规律和运算方法,（1）能量方程应用条件：恒定流,只有重力作用,不行压缩渐变流断面,无流量和能量的出入（2）能量方程应用留意事项: zp三选：挑选统一基准面便于运算选典型点运算测压管水头 : 选运算

10、断面使未知量尽可能少（ 压强运算采纳统一标准）（3）能量方程的应用：它常常与连续方程联解求：断面平均流速,管道压强,作用水头等；文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器；毕托管就是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器；当我们需要求解水流与固体边界之间的作用力时,必需要用到动量方程；名师归纳总结 3. 恒定总流淌量方程FQ2211 v 1x）第 3 页,共 18 页Fx= Q（2 v 2x- - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载投影形式Fy= Q（ 2 v 2y - 1 v 1y ）Fz= Q（ 2 v 2z - 1 v 1z ）

11、动量修正系数,一般取 =1.0 式中： Fx、 Fy、 Fz 是作用在掌握体上全部外力沿各坐标轴重量的合力,V1i ,V 2i 是进口和出口断面上平均流速在各坐标轴上投影的重量；动量方程的应用条件与能量方程相像,恒定流和运算断面应位于渐变流段；应用动量方程特殊要留意下面几个问题： 2 动量方程应用留意事项：a动量方程是矢量方程,要建立坐标系； （所建坐标系应使投影重量越多等于0 为好, 这样可以简化运算过程； ）b 流速和力矢量的投影带正负号；c 流出动量减去流入动量； d 正确分析作用在水体上的力,（当投影重量与坐标方向一样为正,反之为负） e一般有重力、压力和边界作用力 作用在水体上的力通

12、常有重力、压力和边界作用力 未知力的方向可以任意假设；（运算结果为正表示假设正确,否就假设方向与实际相反）通常动量方程需要与能量方程和连续方程联合求解；下面我们举例说明液体动量方程的应用：例 3 水平床面河道上设一弧形闸门,闸前渐变流断面 1 的水深为 H,闸下收缩断面 2 的水深 hc,闸门段水头缺失为 1 断面流速水头的 1.2 倍,求水流对弧形闸门的作用力 F？解：依据题意,求水流对边界的作用力,明显要应用动量方程求解,由于流速流量未知,第一要利用连续方程和能量方程把动量方程中的所需的流速v、流量 Q运算出来；）解：（1）连续方程v2v 1H5v 1hw=1.2v2 1/2g. hc（2

13、）能量方程求p2 （建立 11,22 断面的能量方程）z 1p11v2 1z2p22v2hw22g2g取河床水平面为基准面,代表点选在水面,就p1=p2=0,水头缺失取1=2=1.0 H0v2hc02 25 v 11 .2v1212g2g2gv 125.22gHhc Q=v1A1=V1 B H （3）用动量方程求水流对弧形闸门的作用力（取包括闸门段水体进行示力分析,建立图示坐标,因水体仅在X 方向有当动量变化,故设闸门对水名师归纳总结 体的反作用力为水平力Rx,方向如下列图,作用在水体上的重力沿x 方向为零）第 4 页,共 18 页 x方向的动量方程： P1- P 2- R x = Q v 2

14、-v 1 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - R x= P 1 - P学习必备欢迎下载 2 - Q v 2-v 1 对于所取的两渐变流断面：P1=1/2 H 2B； P2=1/2 hc 2B 水流对弧形闸门的作用力F 与 Rx大小相等,方向相反,作用在水体上下面我们简洁介绍液体运动三元流分析的基础；（三）三元流分析的基础 *（不做考试要求）液体微团运动的基本形式：平移、线变形、角变形、旋转 2. 有旋流淌与无旋流淌的区分；当 x= y= z=0,为无旋流淌或称有势流淌；3. 平面势流的特点zux1u =0 yxux存在势函数 满意无旋条件：2y满意连续方

15、程： 0 u y第四章流态与水头缺失xy在争论恒定总流能量方程时我们曾经介绍过,水头缺失论水头缺失以及与水头缺失有关的液体的流态；（一）水头缺失的运算方法1. 总水头缺失： hw= hf + hj（1）沿程水头缺失：达西公式l 2h f4 R 2 g2圆管 h f ld 2 g 沿程水头缺失系数hw是特别复杂的一项内容,我们将就讨 R水力半径RA圆管Rd4（2）局部水头缺失 局部水头缺失系数从沿程水头缺失的达西公式可以知道,要运算沿程水头缺失,关键在于确定沿程水头缺失系数 ；而 值的确定与水流的流态和边界的粗糙程度亲密相关；下面我们就第一争论液体的流态；（二）液体的两种流态和判别 1液体的两种

16、流态：雷诺试验层流液体质点相互不混掺的层状流淌； hf V1.0紊流存在涡体质点相互混掺的流淌；1.75-2 hf V 当流速比较小的时候,各流层的液体质点相互不混掺,定义为层流；当流速比较大的时候,各流层内存在涡体,并且流层间的质点相互混掺,定义为紊流；那么液体的流名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载态怎样进行判别呢？2. 流态的判别：雷诺数Re,4 Rk=500 明槽： Re R e Rv圆管： ,Re dv流态的判别的概化条件：ReRek 层流k=2000 v； Re Rek紊流判别水流流态的

17、雷诺数是重要的无量纲数,它的物理意义表示惯性力与粘滞力的比值； 3. 圆管层流流淌：抛物型分布,不匀称：umax2v1 断面流速分布特点2 沿程阻力系数：64Re层流流淌的沿程水头缺失系数 只是雷诺数的函数,而且与雷诺数成反比；那么紊流中 是怎么运算的呢？第一要明白一下紊流的特性；4. 紊流运动特性（1）紊流的特点液层间质点混掺,运动要素的脉动（2）紊流内部存在附加切应力：（3）紊流边界有三种状态：紊流中：当 Re较小 0.3 水力光滑当 Re较大6 水力粗糙；0当 Re 介于两者之间 .0 3 6 过渡区0（4）紊流流速分布（紊流流速分布比层流流速分布更加匀称）u对数流速分布 ux ln y

18、 cn指数流速分数 u x yu m r 05 当 Re 10 n=1/7 通过尼古拉兹试验争论发觉紊流三个流区内的沿程水力摩擦系数的变化规律；5. 的变化规律 尼古拉兹试验（人工粗糙管）A层流区： =f 1Re= Re光滑区： = f 2 Re 紊流区：过渡区： = f3Re,r0粗糙区： = f 4 r 0 紊流粗糙区也称为紊流阻力平方区,沿程水力摩擦系数速成正比；与雷诺试验结果一样； 与雷诺数无关,所以沿程水头缺失与流名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载在实际水利工程中常用舍齐公式和曼宁公式运

19、算流速或沿程水头缺失,需要把握； 6. 舍齐公式与曼宁公式RJ68 g适用：紊流阻力平方区舍齐公式：V C曼宁公式：C 1n通常水头缺失运算常用：R 1/C2第五章有压管流（一）有压管道恒定流 1小孔口恒定出流：自由出流QA2gH埋没出流QA2gz 流量系数, =0.60 0.62 z 上下游水位差；1. 管嘴恒定出流流量公式：QA2gH管嘴流量系数 =0.82 工作条件： l =（34）d 管嘴与孔口相比,收缩断面 才能大；（二）简洁管道水力运算（1）短管和长管CC处存在负压,所以同样条件下,管嘴的流量系数大,说明其过流（2）管流的运算任务： a）求过流才能Q QcA2gH0 c b 确定作

20、用水头H 测压管水头线和总水头线的绘制； 3 短管水力运算自由出流流量公式： b流量系数：c11l2gZd埋没出流公式：QcAcl1d（4）长管水力运算: 忽视不计特点：v2hj2g基本公式：Hhfl2d2gHQ2lK2KR 流量模数Ac（5）水头线绘制 留意事项：（1）局部水头缺失集中在一个断面名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（2）管中流速不变,总水头线平行于测压管水头线（3）总水头线总是下降,而测压管水头线可升可降（4）当测压管水头线在管轴线（位置水头线）以下,表示该处存在负压（5）留意出口

21、的流速水头（自由出流）或局部缺失（埋没出流）；下面我们举例说明简洁管道的水力运算方法；例 1：倒虹吸管,已知Q =0.5m3/s ,管径d=0.53m,n=0.014 ,l =70m,上下游的流速水头忽视不计, 进口=0.4 ,弯=0.2 ,出口=1.0 ；求：上下游水位差z；解：Q1RcA2gZd1c进口21出口l0. 0244Cc1616弯d8gn0. 01441C21d3ldZ2Q2A2g2c（三）管道非恒定流水击 1 水击现象：（画图）水击定义：当阀门突然启闭,流速急剧转变引起水流压强大幅度升降,向上游或下游传播,并在边界上反射的现象；（水击压强以压力波的形式向上游或下游传播）2 水击

22、的波速和相长名师归纳总结 水击波速a1435Dm/s T2L 第 8 页,共 18 页1K Ea相长 _相长是水击波传播一个来回的时间,L 是管长）周期 _ 2 T4La3 水击分类：（1）直接水击 Ts T 从边界反射减压波尚未回到阀门处,阀门已关闭,水击压强达到最大值（2）间接水击TsT （与上反之）4 直接水击压强运算：pa V0VHa V0Vg- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载因此在水利工程中的水轮机、泵站的压力管道设计中,必需特别重视水击的影响,防止发生水击破坏；延长闸门的关闭时间和缩短压力管道的长度,使管道内产生间接水击是

23、降低水击压强的有效措施；第六章明槽水流运动2. 明渠水流流态的判别；3. 水跃及水明渠水流主要争论四部分内容：1. 明渠匀称流水力运算；跃共轭水深运算；4. 明渠非匀称流水面曲线分析和运算；（一）明槽匀称流1. 匀称流特点：（1）水深,底坡沿程不变（过水断面外形尺寸不变）（2）断面平均流速沿程不变（3）三线平行J = Jz= i 总水头线、水面线、渠底 2. 匀称流形成条件：恒定流,长直棱柱体渠道,正坡渠道,糙率沿程不变3. 明槽匀称流公式：Q = V A Q1ACKRiKiR 1/6ACR流量模数Cn4. 明槽匀称流水力运算类型：（1）求流量 Q （2）求渠道糙率 n （3）求渠道底坡：（4

24、）设计渠道断面尺寸求正常水深 h0、底宽 b 对于以上问题都可以直接依据明渠匀称流公式进行运算； 二 明槽水流的流态和判别1. 明槽水流三种流态：缓流急流临界流在这里我们要留意把明槽水流的三种流态与前面争论过的层流、紊流区分开来；缓流、急流、临界流是对有自由表面的明槽水流的分类；层流、紊流的分类是对全部水流（包括管流和明槽水流）都适用；2. 明槽水流流态的判别：判别指标VwFr hk,ik （匀称流 ）缓流V hki i k急流V VwFr 1 h ik临界流V = VwFr = 1 h=hki = ik3. 佛汝德数 Fr ：FrV惯性力与雷诺数一样也是模重力gh它表示惯性力与重力的对比关系

25、,佛汝德数 Fr 是水力学中重要的无量纲数,型试验中的重要的相像准数,雷诺数表示惯性力与粘滞力的对比关系；名师归纳总结 （3）断面比能Es：Esh22h2Q2第 9 页,共 18 页ggA2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载0 缓流dE s1Fr20 急流dh=0 临界流断面比能 Es是以过明渠断面最低点的水平面为基准的单位重量水体具有的总机械能；需要留意,；不同断面的断面比能,它的基准面是不同的,所以断面比能沿流程可以削减,也可以增加 或不变,匀称流各断面的断面比能就是常数；（4）临界流方程：Q 2 A k 3 一般断面）g B k

26、临界水深 hk： （矩形断面）h k 3 gb Q 2 2 3 q g 2留意：临界水深是流量给定时,相应于断面比能最小值时的水深；（5）临界底坡 ik：匀称临界流时的底坡； i = ik ,必要强调,缓坡上假如显现非匀称流,那么缓流、急流都可以发生；对于陡坡也同样如此；下面举例说明流态的判别：（三）水跃和跌水 1. 跌水：由缓流向急流过渡；水深从大于临界水深hk 变为小于临界水深,常发生在跌坎和缓坡向陡坡过渡的地方； 2水跃：由急流向缓流过渡产生的水力突变现象；水平矩形断面明渠水跃：（1）水跃方程： J （h1）=J（h2）Q和流态？（2）共轭水深公式：h2h 1182 Fr 11和h 1h

27、 218 Fr21222（3）水跃长度 lj = 6.9 h2 - h1 例 3 矩形渠道 i=0.0007, b=2m, n=0.0248 ,当 h0=1.5m 时,求渠内流量 解 （这是求渠道过流才能的问题第一运算明渠断面几何参数；）面积 A=bh=3m2湿周：X=b+2h=5 m水力半径 :R=A/X=0.6m （代入明渠匀称流公式） ：名师归纳总结 QACRi1A R23i1232 . 28 m/s第 10 页,共 18 页nQ=2.28m3/s 即该渠道能通过流量 v=Q/A= 0.76m/s ,Fr=v/ gh=0.1981.0,故为缓流- - - - - - -精选学习资料 -

28、- - - - - - - - 学习必备 欢迎下载hk=q 2/g=0.467mh t , 所以为远驱式水跃；（四）明槽恒定非匀称流特点（1）h 沿流程转变（2）v 沿流程转变；Jz i （水面线不再是平行于渠底的一条直线；）（3）水面线不平行于渠底,（五）棱柱体明槽恒定非匀称流水面曲线分析1 基本方程：dhi1Q2K2dsFr2（dh/ds 表示沿流程水深的变化规律）2. 水面曲线分类：dh0壅水曲线（水深沿流程增加）ds dhds2 底坡分类：i 0 正坡0降水曲线（水深沿流程减小） i i k缓坡i =i k临界坡i ik 陡坡i =0 平坡i 0 逆坡3 两条水深掌握线（1）i 0,存

29、在 N-N 线（正常水深 h；掌握线）（2）各种底坡都存在 k-k 线（临界水深 hk掌握线,沿程不变）（3）N-N 线与 K-K 线划分 12 个流区；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载5. 水面线变化规律2 条水深线把5 种底坡上的流淌空间划分为12 个流区,每个流区有一条水面曲线,共有12 条不同类型的水面曲线,他们的变化规律总结如下：（ 1） 每个流区只显现一种水面线（ 2） a、c 为壅水曲线, b 为降水曲线（ 3） 接近 K-K 线趋于正交； （发生跌水或水跃）接近N-N 线趋于渐

30、近（除a3、c3 线）（ 4） 掌握断面：急流在下游,缓流在上游（5）正坡长渠道无干扰的远端趋于匀称流4 水面线连接的规律（ 1） 缓流向急流过渡 产生跌水（ 2） 急流向缓流过渡产生水跃（ 3） 缓流 缓流,只影响上游（ 4） 急流 急流,只影响下游6. 水面曲线分析实例 : 例 1: 缓坡连接缓坡 , 后接跌坎 i1i 2a1线和 N2线后显现并且加粗 N2 线连接；依据图示缓坡接缓坡, i1i 2 上游来流为匀称流, 下游也趋向于匀称流, 从 N1 线要与水面线连接的原就,缓坡连接缓坡影响上游段,即上游形成a1型壅水曲线；从另一角度分析如在下游坡从 N1到 N2,就在 b1 区发生壅水曲

31、线,这是不行能的；此例也说明底坡转变将产生非匀称流；例 2：陡坡连接缓坡：分析：水深从陡坡h1hk 转入缓坡h2,水面线必为壅水曲线；然而,无论在陡坡b2和缓坡 b1区均不发生壅水,这就是从急流到缓流必定发生水跃,水跃的位置有三种情形,需依据共轭水深条件经计算确定；下面我们介绍恒定非匀称流水面曲线的运算； 六 恒定非匀称流水面曲线运算 1 基本方程2iJsiEsEsdEsudE s i Qds k分段求和法：2JiJ（差分方程）差分方程用平均水力坡度代替某点的水力坡度；2 运算步骤 1 定性分析棱柱体渠道水面线（确定壅水或降水,非棱柱体不用分析）2 确定掌握断面水深（急流向下游,缓流向上游运算

32、）名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3 设相邻断面水深,取h=0.1 0.3m 把渠道分成如干断面 第七章 泄水建筑物水流问题（一）堰流和闸孔出流图示堰流和闸孔出口,堰和闸通常是一体的；当闸门对水流不掌握时,这就是堰流；当闸门从上面对水流掌握,这就是闸孔出流；1 堰闸出流的区分：堰流和闸流的判别：平顶堰：e 0.65 闸孔出流H曲线堰：e 0.65 堰流He 0.75 闸孔出流H e 0.75 堰流H2. 堰流 : 1 堰流基本公式 : 依据能量方程可以导出 mQm1sb2gH320流量系数（与

33、堰型、进口尺寸、堰高P,及水头 H有关）1侧收缩系数（与堰型、边壁条件、埋没程度、水头H,孔宽、孔数有关）s埋没系数（与水头H和下游水深有关）2）三种堰型：薄壁堰：测流宽顶堰 : 有用堰： WES堰特点： H=Hd ,md=0.502 H变化,相应m也变化 s1 （图）mmax =0.385 ,埋没堰流的水流特性,埋没条件：hs0.8, H03 运算任务：1 确定过流才能Q：Qm1sb2 H32 02 确定流量系数m: m1SbQ3/22 H03 确定眼堰顶水头H0：H01SQ2gm2/3b 3.闸孔出流： 闸门形式可以分成平板闸门和弧形闸门,出图1 水流特点：名师归纳总结 - - - - -

34、 - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 收缩断面水深shc2e学习必备欢迎下载2 基本公式Qb e2gh 0 流量系数 =F（闸门形式,闸底坎形式）s 埋没系数,显现远离或临界水跃时,s=1；下面举例说明闸孔出流运算 . 例: 矩形渠道中修建 单孔平板闸门 ,b=3m,H=6m,e=1.5m, 下游水深 ht =3.6m, 求: 通过的流量；解：（ 1）不考虑埋没影响eH =0.25 0.65 图缩小放此屏后侧 闸孔出流 宽顶堰上平板闸门 e0 . 60 1 . 76 0 . 556H3Q be 2 gh 27 . 13 m / s由于下游水深 ht

35、 =3.6m,是否埋没仍需要判定 2 判定埋没情形 : 当hce0 . 25查 2=0.622 收缩端面水深为 H hc=2e=0.933m 2VchcQ9 . 693 m/s求对应于 hc的共轭水深 , 以判别是否埋没bc8v2c1 3. 789m12ghhc2ht自由出流；埋没系数 s=1 我们比较一下堰流和闸孔出流的过流才能 . 堰流：Q H 0 32闸孔出流：Q H 0 12在同样的条件下,水头H 的增加,堰流量要比闸孔通过的流量增加的快得多；所以在水利工程中常常利用堰准时排放汛期的洪水；（二）水流连接 水利工程中,从溢流坝、泄洪陡槽、闸孔、跌坎等水工建筑物下泄的水流具有流速高、动能大

36、而 且集中；因此我们必需要实行工程措施,消耗水流余外的能量,使下泄水流与下游河道能平顺地连接；否就假如不实行工程措施,就会造成下游河床严峻的冲刷,影响水工建筑物的正常运行；名师归纳总结 jh t第 14 页,共 18 页h c- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 水流连接形式：ch学习必备欢迎下载ht 与收缩断面水深的共轭水深的比值；埋没系数,它代表下游水深 1 ）当 ht ：远驱水跃, j1；从图中可知：远驱水跃在渠道中显现急流段,对河床冲刷才能强,不利于河床和建筑物的安全； 2 ）当 ht = ch：临界水跃 , , j=1,；临界水跃特别不稳固,水流条件微小的转变,会使临界水跃变为其它形式的水跃；h t3）当 hth c 埋没水跃 , j1 jh c（三）水流消能依据上面的分析,我们可以知道,远驱水跃存在急流段对下游最为不利；临界水跃不稳固,简洁变为远驱水跃；对于埋没水跃,当埋没系数大于1.2 时,也不利于消能；因此通常需要实行修建消力池等工程措施,形成埋没系数为1.051.10的埋没水跃与下游水流连接；1. 常用消能方式（1）底流消能水跃消能（利用从急流到缓流产生水跃的猛烈翻腾的旋滚,消耗水流余外的能量,适用于中低水头和地质条件差的情形,在渠道中闸和跌坎的下游广泛应用）（2）