环境工程及给排水工程中,还常用圆形断面的明渠流, 如污水管道、雨水管道等 定义无量纲系数a=h为充满度,0为充满角。 过水断面面积:A=4(-sm0) B 湿 周 水力半径:R=4=2m h 水面宽
环境工程及给排水工程中，还常用圆形断面的明渠流， 如污水管道、雨水管道等。 定义无量纲系数 为充满度，θ为充满角。 过水断面面积 : 湿 周 : 水 力 半 径 : 水 面 宽 : d h = ( sin ) 8 2 = − d A 2 d = ) sin (1 4 = = − A d R 2 sin B = d
第二节明渠的分类 根据过水断面形状、尺寸与底坡的变化对明渠水 流运动的影响,对明渠分为以下几类。 棱柱体渠道和非棱柱体渠道 按渠道横截面形状和尺寸沿流程是否变化来划分。 凡是断面形状及尺寸沿程不变的长直渠道称为棱柱体渠 道,反之称为非棱柱体渠道。棱柱体渠道的过水断面面 积A仅是水深h的函数,即A=f(4非棱柱体渠道的过水 断面面积A为水深h及流程S的函数,即4=f(b3S)
第二节 明渠的分类 根据过水断面形状、尺寸与底坡的变化对明渠水 流运动的影响，对明渠分为以下几类。 一 棱柱体渠道和非棱柱体渠道 按渠道横截面形状和尺寸沿流程是否变化来划分。 凡是断面形状及尺寸沿程不变的长直渠道称为棱柱体渠 道，反之称为非棱柱体渠道。棱柱体渠道的过水断面面 积A仅是水深h的函数，即 ; 非棱柱体渠道的过水 断面面积A为水深h及流程S的函数，即 。 A = f (h) A = f (h, S)
三正坡、平坡和逆渠道 按沿程底坡θ值分类, 正玻顺坡)i>0渠底沿流程降低 平坡=0渠底沿流程不变 逆坡负坡)i<0渠底沿流程升高 Tmmmmmmmmm 3>0 1<0 三规则断面和不规则断面渠道 按渠道横断面形状的不同划分。规则断面渠道的横 断面的各水力要素AXRB)在水深h的全部变化范围内, 均为水深h的连续函数的渠道,如矩形、梯形、三角形 圆形等横断面的渠道。而不规则断面渠道的横断面的各 水力要素不是水深h的连续函数
二 正坡、平坡和逆坡渠道 按沿程底坡θ值分类, 三 规则断面和不规则断面渠道 按渠道横断面形状的不同划分。规则断面渠道的横 断面的各水力要素(A,χ,R,B)在水深h的全部变化范围内， 均为水深h的连续函数的渠道，如矩形、梯形、三角形、 圆形等横断面的渠道。而不规则断面渠道的横断面的各 水力要素不是水深h的连续函数。 = 逆 坡 负 坡 渠底沿流程升高 平 坡 渠底沿流程不变 正 坡 顺 坡 渠底沿流程降低 ( ) 0 0 ( ) 0 i i i
第三节明渠均勻流 定义:水深、断面平均流速、断面流速分布等沿程 不变的流动称为明渠均匀流,也叫做明渠等速流,是明 渠水流的最简单的形式。 明渠均匀流的特征及发生条件 如图,对任意两断面建立伯努利方程,由明渠均匀 流的定义,得到 即在一定距离上水流单位势能 的减少怡好等于克服沿程阻力 的能量损失。水力坡度沿程不 变,将上式两端同除以两断面 间长度,可得到明渠均匀流的 水力坡度J、水面坡度和渠底底坡三者相等,J=J2=
第三节 明渠均匀流 定义: 水深、断面平均流速、断面流速分布等沿程 不变的流动称为明渠均匀流，也叫做明渠等速流，是明 渠水流的最简单的形式。 一 明渠均匀流的特征及发生条件 如图，对任意两断面建立伯努利方程，由明渠均匀 流的定义，得到 即在一定距离上水流单位势能 的减少恰好等于克服沿程阻力 的能量损失。水力坡度沿程不 变，将上式两端同除以两断面 间长度，可得到明渠均匀流的 水力坡度J、水面坡度Jz和渠底底坡i三者相等， hf z1 − z2 = J J i = z =
明渠均匀流的水力特性: ①水深、断面平均流速、断面流速分布等沿程不变 ②在一定距离上水流单位势能的减少怡好等于克服沿程 阻力的能量损失 ③明渠均匀流的水力坡度J、水面坡度J和渠底底坡i三者 相等,J=J=i 形成条件: ①水流是恒定的,流量沿程不变,沿程不能有支流的流 入和流出 ②只能发生在渠底底坡和粗糙系数n不变的棱柱体人工渠 道中,而且i>0 ③渠道沿程不能有建筑物对水流形成干扰
明渠均匀流的水力特性: ①水深、断面平均流速、断面流速分布等沿程不变 ②在一定距离上水流单位势能的减少恰好等于克服沿程 阻力的能量损失 ③明渠均匀流的水力坡度J、水面坡度Jz和渠底底坡i三者 相等， 形成条件: ①水流是恒定的，流量沿程不变，沿程不能有支流的流 入和流出 ②只能发生在渠底底坡i和粗糙系数n不变的棱柱体人工渠 道中，而且 ③渠道沿程不能有建筑物对水流形成干扰 J J i = z = i 0