什么是水跃
明渠中由急流过渡为缓流(见缓流和急流)时发生的水流局部突变现象。从水闸或溢流坝下泄的急流受下游渠道缓流的顶托便发生水跃(图1)。典型的水跃现象是:在很短的距离内水深急剧增加,流速相应减小。水跃区的水流可以分为两部分:上部不断翻腾旋滚,因掺入空气而呈白色,下部是主流,是流速急剧变化的区域。这两部分的交界面上流速梯度很大,紊动混掺强烈,液体质点不断地穿越交界面进行交换。由于水跃内部水体的强烈摩擦混掺而消耗大量机械能,因此通常把水跃作为消能的有效方式之一(见水跃消能)。
水跃始端和终端两个断面的水深分别称为跃前水深h、1和跃后水深h、2。这两个水深之间存在着共轭关系。对于水平底棱柱形渠道(即断面形状和尺寸沿流向不变的渠道),这个关系可以用动量原理导出,称水跃方程:
(1
式中A、1、A、2为断面面积;y、c、1、y、c、2为断面形心处的水深;β、1、β、2为动量校正系数;Q、为流量;g、为重力加速度。A、和y、c、均为水深h、的函数。不计断面下标,上式两边的函数形式相同,均为。在给定Q、的情况下,这是水深h、的函数,称为水跃函数θ、(h、)。这样, 式(1)可以简单地写作θ、(h、1)=θ、(h、2)。θ、(h、)与h、的关系曲线如(图2)所示。跃前、跃后水深虽不相等 (h、2h、1),但它们的水跃函数值却相同,因此把它们称为共轭水深。当已知流量、渠道断面尺寸及一个水深时,利用式(1)可求得另一水深。对于宽为b、的矩形断面,可直接由式(1)解得:
(2)
式中q、=Q、/b、为单宽流量。
水跃前后两断面的距离称为水跃长度L、j。它是泄水建筑物消能设计的重要依据之一,其值多由经验公式估算。例如:
(3)式中F、r、1为跃前断面的弗劳德数。
随着跃前断面水流湍急程度(用 F、r、1表示)的不同,水跃有不同的形态(图3)。其中波状水跃无水面旋滚;摆动水跃有射流自底部间歇地向上窜升,旋滚较不稳定,跃后水面波动较大。就消能效果而言,F、r、1越大效果越好。
水跃研究的内容还有水跃纵剖面形状、水跃位置的确定和控制、水跃能量损失等。工程中还常遇到非平底或非棱柱形渠道中的水跃,已有很多研究成果。
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悬车之岁是什么意思?
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先意承颜是什么意思?
意思是:同“先意承志”。成语名字:先意承颜成语发音:xiānyìchéngyán成语解释:同“先意承志”。成语出处:北齐·颜之推《颜氏家训·勉学》:“未知养亲者,欲其观古人之先意承颜,怡声下气。”成语繁体:先意承顔感情色彩:中性成语成语用法:作谓语、定语;指奉承上级成语结构...
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信口开呵是什么意思?
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无可奈何是什么意思?
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