21 水力学下 第十一讲 明槽中的恒定急变流总结.pptx

第1页：全章总结 出流形式判别

第11讲第11讲明槽中的恒定急变流总结作业：14-714-914-10第十四章列表总结收缩系数淹没系数淹没条件流量系数流量Q出流形式判别条件孔口出流管嘴出流闸孔出流薄壁堰作为作业题实用高堰克－奥实用高堰WES实用低堰WES宽顶堰(矩形直角)宽顶堰(矩形园角)

第2页：全章总结 水跃

全章总结全章总结水跃形成的条件一水跃矩形断面水跃函数共轭水深的求法：任意形状断面水跃函数水跃发生位置与水面线分析急流向缓流过渡动量守恒方程应用与假定沿程阻力不计；

跃前与跃后断面满足渐变流条件；

两断面动量修正系数相同gA2gA10+yc1A1=0+yc2A2αQ2αQ22'r1=h[1+8F−1]/2h''矩形断面斜坡水跃h1/cos(θ)h12h2/cos(θ)=h2=1(1+8W2−1)水跃与消能，水跃分类试算法；

查图法；

第3页：全章总结 闸孔出流

全章总结全章总结0Q=μ0be2gH2gH0Q=σsμ0be闸孔出流自由出流淹没出流012H0Hehcoht淹没出流平板闸门下的出流流量系数μP650表12－2e/H相对开度ε收缩系数μs流量系数

• 400.630.6170.450.6380.6190.500.6450.6210.550.6500.6230.600.6600.625e/Hz/H淹没系数z=H−ht闸底板为平顶堰e/H<

• 65e/H>

• 65闸孔出流堰流

第4页：全章总结 薄壁堰

全章总结全章总结3/20总水头m=kφ1)出流水股厚度2)压强分布h1=kH0(p1/γ)m=ξH01矩形薄壁堰2gH3/21−ξQ=m0bm0－修正的巴赞公式2三角型薄壁堰流假定流量Q=mb2gH流量系数Q=1.4H5/2薄壁堰δ/H≤0.67

第5页：全章总结 实用堰

全章总结全章总结实用堰WES实用高堰WES实用低堰32gH02Q=σsεmBPH0P1z0HhsP>

=1.33HdP<

• 33Hd淹没判断流量系数图14－1132gH02Q=σsεmBm=0.4987(P/H)0.0241dd由图14－10确定m/mdP1/H0hs/H0

第6页：全章总结 宽顶堰

全章总结全章总结宽顶堰过流量侧收缩系数nbHk00+(n−1)]ε=1−0.2[ζζ淹没判定>0.75~0.85hs/H0淹没系数hsH0ccP0.950.900.850.8hs/H00.650.840.961.0σsm=0.32+0.01(3−P/H)/(0.46+0.75P/H)（矩形直角前沿）流量系数2gH3/2s0Q=εσm(nb)

第7页：Exercises 宽顶堰计算

Exerciseserciseshtss2g2αv222αv2gh2z21h12g211αvh32g233αv3ExAbroad-crestedweiristobeconstructedinalongrectangularchannelofmildbedslopefordischargemonitoringbysingleupstreamdepthmeasurement.Bedwidth=4.0m,dischargemeasurementrangefrom3m3/sto20m3/s2.502.001.5001.000.5h(m)27.720.814.228.153.0Q(m3/s)Depth-chargeratingcurveforchannel:Selectasuitablecrest height(Z)fortheweir(thedesigncriterionisthatahydraulicjumpshouldformdownstreamofthesill)

第8页：Exercises 上游水位求解

Exercises 上游水位求解：下表列出相关数据。

ExercisesExercises4)由1－3断面能量守恒，求出上游水位1th=2.17m>

h=1.95m。

Step_1KnownQ=20m3/s,ht=1.95m1)用ht作为跃后水深，求出跃前水深h3=0.913m，发生水跃;

2)在堰顶出现临界水深，求出hc＝1.37m;

3)由2－3断面能量守恒，求出z;

htss2αv2g22gα2v2z21h1211αv2gh32g233αv3h2

第9页：Exercises 跃前水深求解

ExercisesExercisesStep_2Q=3m3/s,ht=0.5m1)用ht作为跃后水深，对应的跃前水深hh3=0.29m;

2)在堰顶出现临界水深，求出hchc＝0.193m;

h3<

hh3发生远驱水跃。

3)E2=0.579m,H2=z+E2=0.979;

4)求出h3=0.191;

htss2αv2g22gα2v2z21h12g211αvh32g233αv3h2

第10页：闸孔出流习题一

闸孔出流习题v0H94.090.092.093.0胸墙闸门ev02.51已知e=1m,v0=2m/s求：流量Q=?

闸孔出流−hc0)解

e/H=1/4<

• 65Q=μs.(nb)e2g(H0查表13-1e/H=0.25→ε=0.622查图13-2φ=0.97hcoμs=εφ=0.603=εe=0.622H=h+v2/(2g)=4.13900Q=μ.(nb)e2g(H−h)=24.73m3/ss0c0

第11页：闸孔出流习题二

闸孔出流习题v094.0H90.092.093.0胸墙闸门ev02.52已知e=2m：闸孔出流Q=μs.(nb)e2g(H0−hc0)μs=εφ=0.9H=h+v2/(2g)=4.13900hco=εe=2.0sc00−h)=60.71m3/sQ=μ.(nb)e2g(Hε=1.0μs=0.9,v0=2.5m/s解h=2/4<

• 65

第12页：闸孔出流习题三

v0H94.092.093.0胸墙闸门90.0ev02.5：查表13-1e/H=0.25→ε=0.645查图13-2φ=0.97μs=εφ=0.626H=h+v2/(2g)=4.2000hco=εe=1.29)=47.33m3/sQ=μs.(nb)e2g(H0−hc0闸孔出流习题3已知e=2m直角胸墙μs=0.9,v0=2m/s解h=2/4<

• 65闸孔出流Q=μs.(nb)e2g(H0−hc0)

第13页：闸孔出流习题四

闸孔出流习题94.092.093.0胸墙闸门H90.0e4已知e=1mht=3m解：h=1/4<

• 65闸孔出流ch=(q2/g)1/3=1.357m自由出流时q=Q/B=24.73/5=4.946v0hco=εe=0.622m<hc→急流ht>hc→下游为缓流→发生水跃cocot1+8q/(gh)−12h′=1h()=2.539<h→淹没水跃232gH0Q=σsμ0beε=0.622,φ=0.97,μs=εφ=0.603

第14页：闸孔出流习题五

闸孔出流习题v0H94.092.093.0胸墙闸门90.0e392gH02×9.8×4.1=0.69×0.556(2×2.5)×1×=17.27m3/sQ=σsμ0(nb)ee/H=1/4=0.254已知e=1mht=3mz=H−ht/H=(4−3)/4=0.250.69σs=0.69=0.6031−0.622/4.139=0.556ε=0.622,φ=0.97μs=εφ=0.603,hco=εe=0.62200μ0=μs1−hco/H0H=h+v2/(2g)=4.139m

第15页：习题14-7 求流量

习题14－7,求流量H=1.8mPP1=P=0.5mb=3mbd=0.4mht=1mhs=ht-P1=0.5mhs=/H=0.28<

• 75非淹没出流23Q=εmB2gH暂令H0=H0=0.931nbHk0+(n−1)]ε=1−0.2[ζζm=0.36+0.01(3−P/H)/(1.2+1.5P/H)=0.377Q=εmB求H032gH2=22.52m3/sB=nb+d+2(d/2)=6.8mV0=Q/[B(H+P)]=1.44m/s求H0求Q求ε

第16页：习题14-9 求流量（一

习题14-9 求流量（一：下表列出相关数据。

32gH02B0b14-9求流量14-9求流量h/H=2/2.1=.87>

• 65LhHht为堰流，进口属于自由进流认为下游水位较低，洞长不影响进流按无坎宽顶堰计算流量Q=mb先令H0=H＝2.1m查表14－5得m=0.3635Q=9.8m3/s求H0,再求流量Q=10.65m3/s求出临界水深hc=1.43mht(1.3m)<

hc(1.43m)下游水位不影响洞内流态

第17页：习题14-9 求流量（二

习题14-9 求流量（二：下表列出相关数据。

B0b14-9求流量14-9求流量h/H=2/2.1=.87>

• 65LhHhtm=0.3635,H0=H=2.1mht(=1.9m) >

hc(1.43m)为淹没出流hs/H0=ht/H=0.9查表14－4，得σs=0.8432gH02=8.23mQ=σsmbQ=9.71m3/sσs=0.93求H0,再求hs/H0=0.87