《水力学》课程PPT教学课件（讲义）第七章 水跃

水力与 第七章水跃 前进

前进

主要内容 水跃现象 棱柱体水平明渠的水跃方程式 棱柱体水平明渠中水跃共轭水深的计算 泄水建筑物下游水跃发生位置的判别 棱柱体水平明渠中水跃跃长的确定 结束

主要内容 水跃现象 棱柱体水平明渠的水跃方程式 棱柱体水平明渠中水跃共轭水深的计算 泄水建筑物下游水跃发生位置的判别 棱柱体水平明渠中水跃跃长的确定 结束

当明渠水流由急流流态过渡到缓流流态时,会产生 种水面突然跃起的特殊的局部水力现象,即在较短的渠段 内水深从小于临界水深的急剧地跃到大于临界水深,这种 特殊的局部水力现象称为水跃。 2 K K 跃前水深h 跃后水深h 跃长L1 跃前断面 跃后断面 返回

当明渠水流由急流流态过渡到缓流流态时，会产生一 种水面突然跃起的特殊的局部水力现象，即在较短的渠段 内水深从小于临界水深的急剧地跃到大于临界水深，这种 特殊的局部水力现象称为水跃。 1 1 h1 跃前断面 跃前水深h′ 跃后断面 h2 2 2 跃长Lj 返回 跃后水深 h

棱柱体水平明渠的水跃方程式 FPiPgA,hel Fp2=pgA 沿流动方向列动量方程得:PQ(2-1)=pg4ha1-Pg42h2 代入连续性方程并整理得: 849 +A h 8A 当明渠断面的形状、尺寸及渠中流量一定时,上式仅是水深 的函数,称为水跃函数,记为(h)=9+m 即有J(h)=J(h2)故称跃前、跃后水深为共轭水深图示 返回

棱柱体水平明渠的水跃方程式 1 1 2 2 FP1=ρgA1hc1 FP2=ρgA2hc2 Ff=0 沿流动方向列动量方程得： 2 1 1 1 2 2 ( )    Q V V gA h gA h − = − c c 代入连续性方程并整理得： 2 2 1 1 2 2 1 2 c c Q Q A h A h gA gA + = + 当明渠断面的形状、尺寸及渠中流量一定时，上式仅是水深 的函数，称为水跃函数，记为 2 ( ) c Q J h Ah gA = + 即有 1 2 J h J h ( ) ( ) = 故称跃前、跃后水深为共轭水深 图示 返回

h +ah gz g 共轭水深的一般计算方法试算法 图解法 J(h1)=/(h2)J(h) 1+8 矩形明渠共轭水深的计算 2 h2=n[1+8213-1] ghi 确定水跃发生位置 K N K ho 返回

h J(h) h2 h1 J(h1 )=J(h2 ) 共轭水深的一般计算方法： 试算法 图解法 2 2 1 1 2 2 1 2 c c Q Q A h A h gA gA + = + 矩形明渠共轭水深的计算 2 2 1 3 2 [ 1 8 1] 2 h q h gh = + − 2 1 2 3 1 [ 1 8 1] 2 h q h gh = + − i2ik h02 N2 N2 N1 N1 h01 K hk K c1 h02 h02 确定水跃发生位置 返回

泄水建筑物下游水跃发生位置的判别 若计算的h2=h,则跃前断 K K面恰好在收缩断面处,称 为临界式水跃 0 设跃前水深为收缩断面水深h,若计算的h2>h,则跃前断 即有h1=h,计算相应的跃后面必在收缩断面的下游, 水深h2, 称为远离式水跃 二二二二 若计算的h2>h,则跃前断 K 玉面必在收缩断面的下游, 称为远离式水跃 返回

泄水建筑物下游水跃发生位置的判别 i1=0 K K ht c c 设跃前水深为收缩断面水深hc， 即有h1 = hc，计算相应的跃后 水深h2， 若计算的h2= ht，则跃前断 面恰好在收缩断面处，称 为临界式水跃 若计算的h2> ht，则跃前断 面必在收缩断面的下游， 称为远离式水跃 若计算的h2> ht，则跃前断 面必在收缩断面的下游， 称为远离式水跃 返回

棱柱体水平明渠中水跃跃长的确定 矩形明渠的跃长公式 L=108(F1-1) 10 0.32 (hz2-h1) 梯形明渠的跃长公式 B,-B, L1=5h2[1+4 B 返回

棱柱体水平明渠中水跃跃长的确定 矩形明渠的跃长公式 0.93 1 1 10.8 ( 1) L h Fr j = − 0.32 2 1 1 10 ( ) L h h j Fr = − 梯形明渠的跃长公式 2 1 2 1 5 [1 4 ] j B B L h B − = + 返回