躍后水深h棱柱體水平明渠的水躍方程式PPT學習教案

1、會計學1 躍后水深躍后水深h棱柱體水平明渠的水躍方程式棱柱體水平明渠的水躍方程式 主要內容主要內容 水躍現(xiàn)象水躍現(xiàn)象 棱柱體水平明渠的水躍方程式棱柱體水平明渠的水躍方程式 棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算 棱柱體水平明渠中水躍的能量損失棱柱體水平明渠中水躍的能量損失 棱柱體水平明渠中水躍躍長的確定棱柱體水平明渠中水躍躍長的確定 結 束 第1頁/共11頁 當明渠水流由當明渠水流由急流流態(tài)急流流態(tài)過渡到過渡到緩流流態(tài)緩流流態(tài)時，會產生一種水面突然躍起的特殊的局部水力現(xiàn)象，即在較短的渠段內水深從小于臨界水深急劇地躍到大于臨界水深，這種特殊的局部水力現(xiàn)象稱為時，會產

2、生一種水面突然躍起的特殊的局部水力現(xiàn)象，即在較短的渠段內水深從小于臨界水深急劇地躍到大于臨界水深，這種特殊的局部水力現(xiàn)象稱為水躍水躍。 1 1 h1 躍前斷面躍前斷面 躍前水深躍前水深h1 躍后斷面躍后斷面 h2 2 2 躍長躍長Lj 返 回 躍后水深躍后水深h2 第2頁/共11頁 7.17.1棱柱體水平明渠的水躍方程式棱柱體水平明渠的水躍方程式 1 1 2 2 FP1=gA1hc1 FP2=gA2hc2 Ff=0 沿流動方向列動量方程得：沿流動方向列動量方程得： 211122 () cc Q VVgAhgA h 代入連續(xù)性方程并整理得：代入連續(xù)性方程并整理得： 22 1122 12 cc Q

3、Q AhA h gAgA 當明渠斷面的形狀、尺寸及渠中流量一定時，上式僅是水深的函數(shù)，稱為水躍函數(shù)，記為當明渠斷面的形狀、尺寸及渠中流量一定時，上式僅是水深的函數(shù)，稱為水躍函數(shù)，記為 2 ( ) c Q J hAh gA 即有即有 12 ( )()J hJ h 故稱躍前、躍后水深為故稱躍前、躍后水深為共軛水深共軛水深 圖示 返 回 第3頁/共11頁 h J(h) h2 h1 J(h1)=J(h2) 共軛水深的一般計算方法：共軛水深的一般計算方法： 試算法試算法 圖解法圖解法 22 1122 12 cc QQ AhA h gAgA 矩形明渠共軛水深的計算矩形明渠共軛水深的計算 2 2 1 3 2

4、 1 81 2 hq h gh 2 1 2 3 1 1 81 2 hq h gh 返 回 181 2 1 2 1 1 2 Fr h h 7.27.2棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算 第4頁/共11頁 7.37.3棱柱體水平明渠中水躍的能量損失棱柱體水平明渠中水躍的能量損失 1、 能量損失機理：能量損失機理： 第5頁/共11頁 ) 2 () 2 ( 2 22 2 2 11 1 g va h g va hE j ) 2 () 2 ( 2 33 3 2 22 2 g va h g va hE jj ) 1)(1( 42 ) 1( 2 1 2 2 2 h g v a

5、E jj 2、水躍能量損失計算、水躍能量損失計算 水躍段水頭損失的計算水躍段水頭損失的計算 躍后段水頭損失的計算躍后段水頭損失的計算 化簡計算化簡計算 )1)(1() 1( 4 2 31 h E j 25. 085. 0 3 2 12 Fr 第6頁/共11頁 3 1 2 3 3 2 1 1 ) 1( 4 ) 2 () 2 ( h g v h g v hEEE jjj （躍前斷面比能） 水躍總水頭損失） 1 ( E E K j )( 1rj FfK 3、水躍的消能效率、水躍的消能效率 消能系數(shù)消能系數(shù)Kj越大則水躍的消能效率越高。越大則水躍的消能效率越高。 可以寫成關于可以寫成關于Fr1的形式：

6、的形式： 圖圖7.147.14 )2)(181( 8 381( 2 ) 1( 4 2 1 1 2 2 1 2 1 1 31 FrFr Fr g v h h 第7頁/共11頁 4、水躍的分類、水躍的分類 波狀水躍波狀水躍 波狀水躍波狀水躍 7 . 11 1 Fr 弱水躍弱水躍 5 . 45 . 2 1 Fr 0 . 95 . 4 1 Fr 0 . 9 1 Fr 不穩(wěn)定水躍不穩(wěn)定水躍 穩(wěn)定水躍穩(wěn)定水躍 強水躍強水躍 5 . 27 . 1 1 Fr 第8頁/共11頁 7.4 7.4 棱柱體水平明渠躍長的計算棱柱體水平明渠躍長的計算 一、矩形明渠躍長經驗公式一、矩形明渠躍長經驗公式：（僅作估算用）：（僅作估算用） 成科大公式 Lj=10.8h1 (Fr1-1)0.93 Fr1=1.72 19.55 Elevatorski(歐勒佛托斯基) 公式 Lj= 6.9 ( h2- h1) 陳椿庭公式 Lj=9.4h1 (Fr1-1) 切爾托烏索夫公式 Lj=10.3h1 (Fr1-1)0.81 第9頁/共11頁 1 12 2