水力学Ⅱ复习大纲

第五章 有压管道流动

(1)理解复杂管道的水力计算方法

。。

(2)理解水击过程、管道非恒定流的基本方程

。。

第六章 明渠流动

(1)掌握明渠的类型和明渠均匀流的特性及产生的条件

明渠的类型:

①按形式:棱柱形渠道、非棱柱形渠道

②按底坡:顺坡渠道i>0、逆坡渠道i<0、平坡渠道:i=0

③按断面:梯形断面、矩形断面、复式断面…

水流分类:明渠恒定流、明渠非恒定流、明渠均匀流、明渠非均匀流(急变流+渐变流)

明渠均匀流的特点:

1、底坡线、水面线、总水头线三线平行 i = Jp = J

2、水深、过流断面的形状、尺寸,断面平均流速及流速分布沿程不变

3、水体重力沿水流方向的分力等于固体边界对水流的摩阻力

明渠均匀流形成的条件:

1、水流:恒定流

2、水流:流量沿程不变(无支流的汇入或分出)

3、渠道:长而直的棱柱体顺坡明渠,i和n沿程不变

4、渠道:闸,坝或跌水建筑物的局部干扰

(2)熟练掌握明渠均匀流的计算公式和相应的水力计算方法

公式

恒定流连续方程:Q=Av

均匀流谢才公式:v=C*(RJ)^(1/2)=C*(Ri)^(1/2)

↓↓↓结合↓↓↓

均匀流流量公式:Q=AC*(RJ)^(1/2)=K*i^(1/2)

+曼宁公式C=(1/n)*R^(1/6)

↓↓↓结合↓↓↓

Q=(1/n)*A*R^(2/3)*i^(1/2)

(3)掌握水力最佳断面及允许流速的概念

水利最佳断面:在过流断面、糙率、底坡一定的前提下,通过流量最大的断面

允许流速:V淤积 < V < V冲刷

(4)了解粗糙度不同的明渠及复式断面明渠的水力计算

。。

(5)理解明渠水流的三种流态;掌握三种流态的判别方法

缓流:V < Vw,Fr < 1,dEs/dh > 0,h > hk,i < ik(均匀流中)
临界:V = Vw,Fr = 1,dEs/dh = 0,h = hk,i = ik(均匀流中)
急流:V > Vw,Fr > 1,dEs/dh < 0,h < hk,i > ik(均匀流中)

(6)掌握断面比能、临界水深、临界底坡、缓坡与陡坡的概念及判别方法

断面比能:断面比能是以断面的最低点为基准面,单位重量液体所具有的势能与动能之和。

临界水深:流量及断面形状,尺寸一定的条件下,相应的断面能量最小时的水深

临界底坡:在棱柱形渠道中,断面形状尺寸和流量一定时,若水流的正常水深(均匀流水深)h0恰好等于临界水深hk,则此渠道坡度称为临界底坡ik

缓坡:

(7)理解明渠恒定非均匀渐变流的微分方程

。。

(8)掌握明渠恒定非均匀变流水面曲线的分类和定性绘制方法

。。

(9)了解明渠恒定非均匀渐变流以及河道水面曲线的计算方法

。。

(10)了解河渠恒定非均匀流的流量与糙率的计算

。。

(11)掌握棱柱体水平明渠的水跃方程

。。

(12)掌握水平明渠水跃共轭水深的计算

。。。

(13)理解棱柱体水平明渠中水跃能量损失和跃长的计算方法

。。。

第七章 堰流及闸孔出流

(1)了解堰流、闸孔出流的流动特点和区别,掌握堰流和闸孔出流互相的转化条件

堰、闸流态判别:

①闸底坎为曲线型堰流时:

e/H≤0.75,为闸孔出流

e/H > 0.75,为堰流

②闸底坎为平顶堰时:

e/H≤0.65,为闸孔出流

e/H > 0.65,为堰流

特点:

堰流和闸孔出流都属于急变流,都是壅高水位以后,靠重力作用形成的水流运动,其能量损失以局部水头损失为主。堰和闸都是属于控制建筑物,用于控制水位和流量。

区别:

堰流的上部不受闸门控制,水流自由表面是连续光滑的。而闸孔出流正好相反,由于受到闸门的控制,自由表面被闸门截断。

(2)掌握堰流的分类和计算公式,掌握实用堰、宽顶堰的水力计算方法,会进行流量系数、侧收缩系数、淹没条件和淹没系数的确定

堰流的分类:

①按堰坎厚度δ与堰上水头H

薄壁堰:δ/H < 0.67

实用堰:0.67 < δ/H < 2.5

宽顶堰:2.5 < δ/H < 10

→明渠:δ/H > 10

基本公式:

Q=m*b*(2g)^(1/2)*H0^(3/2)

或Q=m0*b*(2g)^(1/2)*H^(3/2)

有侧向收缩,则多乘上ε

为淹没出流,则多乘上σ

(3)掌握闸孔出流的水力计算方法,能正确确定闸孔出流的流量系数和淹没系数

。。。

流量系数:

。。。

淹没系数:

根据 hs/H 查表

(其值小于1,若自由出流则为1)

第八章 水流衔接与消能

(1)掌握泄水建筑物下游消能方式的分类

底流式消能

挑流式消能

面流式消能

(2)掌握底流消能的水力计算方法

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(3)理解挑流消能的水力计算方法

。。。

(4)了解面流消能及消能戽方法,以及若干消能的新技术

。。。

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