資源描述：
《第七章-水躍ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、水力學(xué)1水躍屬于急變流。第七章水躍明渠水流由急流過(guò)渡到緩流時(shí)，發(fā)生水躍。2水面線在較小范圍內(nèi)急劇上升。水深從小于臨界水深變?yōu)榇笥谂R界水深。急流緩流水躍旋滾區(qū)KK主流區(qū)水躍現(xiàn)象3K12躍前斷面1-1躍后斷面2-212躍前水深躍后水深躍長(zhǎng)躍高K水躍的要素4水躍有波狀水躍、完全水躍。波狀水躍：躍前斷面，水躍段表面無(wú)旋滾，只出現(xiàn)一系列起伏不大的單波。完全水躍：躍前斷面，水躍段表面有旋滾。KK12波狀水躍水躍的形式51.712.594.5波狀水躍穩(wěn)定水躍強(qiáng)水躍完全水躍水躍的形式弱水躍不穩(wěn)定水躍6工程上，利用水躍消除泄水建
2、筑物下游高速水流中的巨大動(dòng)能，保護(hù)下游河床免受沖刷。水躍在工程中的作用7第一節(jié)棱柱體水平明渠的水躍方程一、水躍方程沿水平方向，斷面1、2的動(dòng)量方程：其中，K128明渠對(duì)水流的摩擦阻力棱柱體水平明渠的水躍方程假設(shè)9二、水躍函數(shù)對(duì)給定的明渠（斷面形狀、尺寸已知），流量一定時(shí)，，則定義與具有相同的水躍函數(shù)值，稱為一對(duì)共軛水深。躍前（后）水深則水躍方程簡(jiǎn)寫成10三、水躍函數(shù)曲線水躍函數(shù)曲線特點(diǎn)：水躍函數(shù)極小點(diǎn)的水深為臨界水深；上半支，為的增函數(shù)；下半支，為的減函數(shù)。11第二節(jié)棱柱體水平明渠共軛水深計(jì)算一、共軛水深計(jì)算的
3、一般方法（試算法）依據(jù)共軛水深方程，由一個(gè)共軛水深求另一個(gè)共軛水深。由于共軛水深方程是一個(gè)關(guān)于共軛水深的高次方程，不便直接計(jì)算，常用的方法為試算法。12例7.3某棱柱形梯形平底明渠，Q=6.0m3/s，b=2m，m=1.2，h1=0.355m。求h2。解：試算法求共軛水深經(jīng)計(jì)算，共軛水深13例7.2棱柱形平底明渠，斷面形狀、尺寸、躍前水深給定。問(wèn)：水躍段中底檻的存在對(duì)躍后水深有何影響？K1214解：K12斷面1、2動(dòng)量方程：其中，底檻對(duì)水流的反擊力15則假設(shè)即可見(jiàn)，不變，有底檻時(shí)，會(huì)減小。16二、梯形明渠共軛水
4、深的計(jì)算其中，由此解出17由此得到迭代公式18例7.3某棱柱形梯形平底明渠，Q=6.0m3/s，b=2m，m=1.2，h1=0.355m。求h2。解：迭代法求共軛水深19二、矩形明渠共軛水深的計(jì)算共軛水深方程對(duì)矩形明渠，定義20同樣地定義共軛水深比則21習(xí)題P2897.1，7.222第三節(jié)棱柱體水平明渠水躍能量損失一、水躍能量損失機(jī)理32躍后斷面1躍前斷面總水頭線水躍段長(zhǎng)度躍后段長(zhǎng)度23水躍段能量損失躍后段能量損失水躍的能量損失24二、水躍段水頭損失的計(jì)算根據(jù)能量方程，水躍段1-2的水頭損失：21一般，25根據(jù)
5、水躍基本方程對(duì)矩形明渠又由連續(xù)性方程得26又同（7.20）27三、躍后段水頭損失的計(jì)算根據(jù)能量方程，躍后段2-3的水頭損失：3228則因29四、水躍總水頭損失和水躍段水頭損失近似計(jì)算水躍總水頭損失：其中30水躍段水頭損失占總水頭損失的比例：3132024681020406080100當(dāng)時(shí)，結(jié)論：當(dāng)較大時(shí)，可用來(lái)近似。隨增大，增大。33五、水躍的消能效率水躍的消能效率用水躍消能系數(shù)表示?；蜍S前斷面比能對(duì)平底矩形明渠，簡(jiǎn)記為3423456720406080100891035從關(guān)系曲線可見(jiàn)，隨增大，消能效率越高。通過(guò)
6、實(shí)驗(yàn)資料分析，可知：，為波狀水躍，消能效果最差；，為弱水躍，；，為不穩(wěn)定水躍，；，為穩(wěn)定水躍，；，為強(qiáng)水躍，。36例7.6計(jì)算水躍的水頭損失。37第四節(jié)棱柱體水平明渠水躍長(zhǎng)度水躍長(zhǎng)度是水工建筑物消能段設(shè)計(jì)的依據(jù)。水躍長(zhǎng)度用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。一、矩形明渠的水躍長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)公式1：經(jīng)驗(yàn)公式2：其中，38經(jīng)驗(yàn)公式3：經(jīng)驗(yàn)公式4：經(jīng)驗(yàn)公式5：經(jīng)驗(yàn)公式6：39二、梯形明渠的水躍長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)公式：其中，、為躍前斷面、躍后斷面水面寬。40習(xí)題P2897.541習(xí)題7.2矩形斷面。判斷水躍形式；計(jì)算躍后水深。解：躍前斷面的故為強(qiáng)水躍。42
7、習(xí)題7.5矩形渠道。判斷有無(wú)水躍發(fā)生以及水躍位置。43解：Step1計(jì)算上、下游渠道正常水深、。由明渠均勻流方程計(jì)算正常水深：上游渠道為陡坡，下游渠道為緩坡，從陡坡上的均勻流（急流）過(guò)渡到緩坡上的均勻流（緩流），一定發(fā)生水躍。44Step2計(jì)算渠道中臨界水深。其中，由此解得臨界水深方程45Step3判斷水躍位置故發(fā)生遠(yuǎn)離式水躍。計(jì)算相應(yīng)的躍前水深：由此解得由得46C147
