明渠恒定非均匀流水面曲线连接实验PPT课件

1、西南交通大学力学实验中心西南交通大学力学实验中心麦继婷麦继婷 高讯高讯 综合设计型实验典型课件之综合设计型实验典型课件之明渠恒定非均匀流水面曲线连接实验明渠恒定非均匀流水面曲线连接实验 明渠恒定非均匀流水面曲线连接分明渠恒定非均匀流水面曲线连接分析是析是工程流体力学工程流体力学课程中课程中“明渠恒明渠恒定流动定流动”部分的重要内容之一，也是明部分的重要内容之一，也是明渠恒定非均匀流水面曲线计算的基础。渠恒定非均匀流水面曲线计算的基础。由于其涉及的概念较多，通常是学生学由于其涉及的概念较多，通常是学生学习的难点。习的难点。 实实 验验 目目 的的n观察变坡水槽中水面曲线的连接型式，加深观察变坡水

2、槽中水面曲线的连接型式，加深对明渠恒定非均匀流水深沿程变化的感性认对明渠恒定非均匀流水深沿程变化的感性认识；识；n通过观察水面曲线的型式，判定明槽水流流通过观察水面曲线的型式，判定明槽水流流动状态（缓流、急流、临界流）及明槽底坡动状态（缓流、急流、临界流）及明槽底坡性质（缓坡、急坡、临界坡）；性质（缓坡、急坡、临界坡）；n通过控制断面（控制水深）的确定，掌握水通过控制断面（控制水深）的确定，掌握水面曲线分析理论在交通土建工程勘测设计中面曲线分析理论在交通土建工程勘测设计中的应用。的应用。 实实 验验 原原 理理n棱柱形明渠恒定非均匀渐变流在棱柱形明渠恒定非均匀渐变流在5种底种底坡（缓坡、急坡、

3、临界坡、平坡、逆坡）坡（缓坡、急坡、临界坡、平坡、逆坡）下共有下共有12条水面曲线；条水面曲线； 实实 验验 原原 理理 实实 验验 原原 理理n界限情况界限情况 当当hh0时，水面曲线与时，水面曲线与N-N线渐近；线渐近； 当当hhc时，水面曲线与时，水面曲线与C-C线正交；线正交； 当当h时，水面曲线趋于水平。时，水面曲线趋于水平。n变化规律变化规律 凡是处于凡是处于1区和区和3区的水面曲线，水深沿程将只区的水面曲线，水深沿程将只升不降；升不降； 凡是处于凡是处于2区的水面曲线，水深沿程将只降不区的水面曲线，水深沿程将只降不升。升。 实实 验验 原原 理理n棱柱形明渠恒定非均匀急变流有水跃

4、棱柱形明渠恒定非均匀急变流有水跃（临界水跃、远驱水跃、淹没水跃）和（临界水跃、远驱水跃、淹没水跃）和水跌（瀑布）两种水流现象。水跌（瀑布）两种水流现象。 实实 验验 原原 理理n临界水跃临界水跃 实实 验验 原原 理理n远驱水跃远驱水跃 实实 验验 原原 理理n淹没水跃淹没水跃 实实 验验 设设 备备 简简 介介实验方法及步骤实验方法及步骤 n接通电源接通电源, ,使电动升降机处于待机状态；使电动升降机处于待机状态；n开启进水阀门，放水入槽；开启进水阀门，放水入槽；n利用电机驱动升降机调节上下游水槽底利用电机驱动升降机调节上下游水槽底坡构成不同坡度组合，并配以平板闸门坡构成不同坡度组合，并配以

5、平板闸门使槽中产生各种水面曲线的连接型式；使槽中产生各种水面曲线的连接型式；n确定控制断面，利用水位测针和直尺实确定控制断面，利用水位测针和直尺实测相应的水力参数（水深测相应的水力参数（水深h h、渠宽、渠宽b b）。）。 实实 验验 内内 容容n观察水面曲线的型式，判定明槽水流流观察水面曲线的型式，判定明槽水流流动状态（缓流、急流、临界流）及明槽动状态（缓流、急流、临界流）及明槽底坡性质（缓坡、急坡、临界坡）；底坡性质（缓坡、急坡、临界坡）； n观察明槽水跃现象及观察明槽水跃现象及3种水跃连接型式；种水跃连接型式；n根据变坡水槽水面曲线连接型式，确定根据变坡水槽水面曲线连接型式，确定控制断面，测算相应的明槽流量。控制断面，测算相应的明槽流量。 思思 考考 题题n试简述明渠恒定非均匀流水面曲线连接试简述明渠恒定非均匀流水面曲线连接的一般规律。的一般规律。n何谓控制断面？控制断面在分析水面曲何谓控制断面？控制断面在分析水面曲线连接时有何作用？线连接时有何作用？n为什么交通土建野外水文勘察人员在进为什么交通土建野外水文勘察人员在进行形态勘测时常常对山区河沟的变坡断行形态勘