工程流体力学-第6章明渠均匀流与渠流

第六章第六章明渠均匀流与渠流明渠均匀流与渠流§6.16.1明渠流的概念明渠流的概念§6.26.2明渠定常均匀流的水力计算明渠定常均匀流的水力计算§6.36.3明渠的水力最佳断面明渠的水力最佳断面§6.46.4堰流堰流工程实例工程实例§6.1明渠流的概念明渠流的概念明渠（明渠（channelchannel）：是人工渠道、天然河道以及不满）：是人工渠道、天然河道以及不满流管道统称为明渠。流管道统称为明渠。明渠流（明渠流（channelflowchannelflow）：具有露在大气中的）：具有露在大气中的自由液自由液面的槽内液体流动称为明渠流（明槽流）或无压流。的槽内液体流动称为明渠流（明槽流）或无压流。一、明渠流动的特点一、明渠流动的特点1.1.具有自由液面，具有自由液面，p0=0=0，为无压流（满管流为压力流）；，为无压流（满管流为压力流）；2.2.湿周是过水断面固体壁面湿周是过水断面固体壁面与液体接触部分与液体接触部分的周长的周长,不等于过不等于过水断面的周长；水断面的周长；3.3.重力是流体流动的动力，为重力流（管流则是压力流）；重力是流体流动的动力，为重力流（管流则是压力流）；§6.1明渠流的概念明渠流的概念4.4.渠道的坡度影响水流的流速、水深。坡度增大，则流速增渠道的坡度影响水流的流速、水深。坡度增大，则流速增大，水深减小；，水深减小；5.5.边界突然变化时，影响范围大。边界突然变化时，影响范围大。由于明渠的断面形状由于明渠的断面形状、尺寸尺寸、底坡等几何要素对水流形态底坡等几何要素对水流形态有重要影响有重要影响，下面将阐述明渠的几何要素和类型下面将阐述明渠的几何要素和类型。过流断面过流断面::指与流向相垂直的断指与流向相垂直的断面，除了包括渠道轮廓外还包括水面面，除了包括渠道轮廓外还包括水面轮廓。轮廓。一般来讲，过流断面与渠底平面一般来讲，过流断面与渠底平面相垂直，与铅直面之间形成夹角相垂直，与铅直面之间形成夹角θ。明渠流断面形式及水力要素计算公式明渠流断面形式及水力要素计算公式