明渠恒定均匀流

更新时间:2023-12-23 22:02

明渠恒定均匀流(steady uniform flow in open channel),流速的大小和方向均不随时间及距离而变的明渠水流。又称恒定等速流。

形成条件

在一般情况下,明渠流常常以非均匀流的形式出现,只有在特殊的情况下,才会出现均匀流,形成均匀流的条件有:

1.长而直的棱柱形渠道;

2.底坡 i 大于0,且沿程保持不变;

3.渠道的粗糙情况沿程没有变化;

4.渠中水流为恒定流,且沿程流量保持不变。

明渠均匀流流线为平行直线,过水断面的形状、水深、断面平均流速等均沿程不发生变化,所以总水头线、水面线和渠底线三线平行,也就是说,明渠均匀流的水力坡度J、测压管坡度Jp和渠道底坡i彼此相等,即:

J=Jp=i

计算公式

明渠均匀流是重力和阻力相平衡时的流动,其动能保持不变,而水头损失取自势能的减少。其特性是总水头线、水面线与渠道底坡线为互相平行的直线,故水力坡度和渠道底坡相等。明渠均匀流的规律可用谢才公式()表示,利用此式可进行过水能力估算、渠道断面尺寸设计等。

因为明渠均匀流中,J=i,所以有:

则流量。

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