河海大水力學(xué)教案07水躍_第1頁
河海大水力學(xué)教案07水躍_第2頁
河海大水力學(xué)教案07水躍_第3頁
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第19講（2課時）第七章水躍水躍:水流從急流向緩流過渡,水深從小于臨界水深到大于臨界水深變化.表面旋滾及擴散的主流.常見于閘壩下游.幾個概念:躍前斷面,躍后斷面,躍前水深,躍后水深,躍高,躍長.有較大的能量損失,常用來消能.波狀水躍(1<<1.7)表面無旋滾,消能效果差;完全水躍表面有旋滾?！?-1棱柱體水平明渠的水躍方程由于能量損失未知,不能用能量方程推導(dǎo),只能用動量方程推導(dǎo)。列躍前斷面與躍后斷面的動量方程：三項假定：1.動水壓強服從靜水壓強分布規(guī)律，；2.；3.所以有：----棱柱體水平明渠的水躍方程。水躍函數(shù)：，因此水躍方程可寫為：，共軛水深?！?-2棱柱體水平明渠水躍共軛水深的計算一、共軛水深計算的一般方法試算法與圖解法。圖解法：利用水躍函數(shù)曲線求，水躍函數(shù)曲線的特征：A水躍函數(shù)有一極小值，其對應(yīng)的水深是臨界水深；B水躍函數(shù)的上半支（），隨著h（即躍后水深）的減小而減??；C水躍函數(shù)的下半支（），隨著h（即躍前水深）的減小而增大；D躍前水深越大躍后水深愈小，躍前水深越小躍后水深愈大。二、梯形明渠共軛水深的計算除試算法、圖解法外，可使用查圖法。查圖法：由和（或），查附圖IV，求（或）。三、矩形明渠共軛水深的計算水躍方程可簡化為：，亦即：可解得：或：則：，其中為共軛水深比。隨的增加而增加?！?-3水躍方程的實驗驗證計算值與實驗值較為吻合?！?-4棱柱體水平明渠中水躍的能量損失一、水躍能量損失機理簡述水躍段：在水躍表面旋滾與主流交界面附近旋渦強烈，導(dǎo)致該處水流的激烈紊動、混摻，使得紊流的附加切應(yīng)力遠較一般漸變紊流為大，從而使得水躍段的大部分動能轉(zhuǎn)化為熱能而消失。躍后段（指躍后斷面到流速分布正常的斷面）：由于紊動強度仍很大，也要有動能轉(zhuǎn)化為熱能。二、水躍段水頭損失的計算=其中：三、躍后段水頭損失的計算==四、水躍總水頭損失和水躍段水頭損失的近似計算；當(dāng)時消能效果不佳；當(dāng)時，Ej已達總水頭損失的一半。五、水躍的消能率越大，消能率越高。時穩(wěn)定水躍，消

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