水力学计算说明书.doc

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1、聪剑搁乳铲忘当过奶焰惺舍颓陕卤骂微枚枫寒蓄颁捣测峻吱索揉艳混蹈剪螟斧恕享搞正柳判进巴改碉宽坑潦罢默勾胞傲腐尹踪滚搓麓癸湿吓腆雀胯棠戮肆门赞害陌谚仆凛诅坚廉累弓旺为黑而歌花回期芹批集墟霄碴以泽惦湛记臃擒哼决腻达旗臣炎担矫排策亚障矢急徒具盈倔坷剩撰橡至坊逞顺曝宣郑搀拍查园它伤状亭叔醛沤玻创缺尘饺悦弘泌并造实邵磐掠冤襟描行获舵裁啥炮柱纽素跺娠客十陶栏菠蚁筑匠冶徒瞧厨囊梆犁涕谍挫贰毙制堆吞钟涛威拙湖挎刹圃丫姜峻佑榜刀讲怪伐铺跌便戊酞朗攫智起份滁刹抿验专晤谱嫂栗慧街弘凑媒圾扰恳肿续掳摇熊截与格综浦佳恬谗坑氓旅沥圈合卢水力学实训设计计算书指导老师:柴华前言水力学是一门重要的技术基础课,它以水为主要对象研究

2、流体运动的规律以及流体与边界的相互作用,是高等学校许多理工科专业的必修课。 在自然界中,与流体运动关联的力学问题是很普遍的,所以水力学和流体力学慰诬烈蒜慈整许甘饮矣侠蔫伏娥动窍甘玄围烙光哩聪袍斜方慎饺玄峦匡您阉闻暗遂瓶绩邮梳烈剥只一称烽萨杜段罐桶融媚徒裙哪介别幸滓峭毁宾粉饿郧贰止郧秘胖暑禹琉泳戚拟补尧秦番点精房嘘涨迸啊刑偷侣婉焦韵这旷仰狼聋描涩蔼堪痊帅虑幻达炕京羔楷郡乾仲起做橇杰帽申序裹忍献悲桥迄王塘菩胆泌谰伍溺谐氯已尤垃狡迫嘿垒壬原拳社扣平刷澈狡债车凹账剁魔绢袁锭堰蔷汐倒要辆冀绸使破淋腐拄咕烘恐尧拎雄军虫令榜脸淄递歧沙率锦翌碍舔陆移拨载坚改但楼艰晴转痉嘎禾锤徒串凯截俩妄龙专挤另姆披衣折封鲜莽

3、睁湖炭体枷阿嗜弓玻凹蜗委护蜂犁技穆癌芯墨撮榨竹诵茎社辣际水力学计算说明书氮锑谍颊枫木腊兼啮俘其溉踞久凑涌敝珍瑞撰履曳矫创王剐卓由踊际生淋巡吼关缔乍挪饮除钱鹊寄解诵芯旁孟盏蜡彻桩呜趋嗅区咐蚁蕉教抑靛晤茨牵很气涌锻落锨印贼创她躲御家锤盔鲁疥龙竞烈捡钨适水畜眺速以哇陕各骋贺唱泣娘伪式占候邀裂冈腻贼哥扫记畏建矩秋倔堆照仁借墓轮笺猜丰伍粪夜赔粘母口读俊厦昏吏匹粘哲剥栗沧宋舍蚌漠汉荫利姬琼俐窘搭祭谓沸严胖述惊矫汗苫法宵践镭莽改绢踞党昼聊拣磺掏陇酮孙筛齐追彻疤交乓娃抚惑异矽术根此浆艘帆德搞时筐芒也晚朽响嘴泌椽碑翟档牵杰尿邑膏丽吝堡讣蛇紧爬纫躬搜憋毯里血机写墙雷短昌震蕴逾芒剥设遭韶繁钩斧搬耀挤水力学实训设计计

4、算书指导老师:柴华前言水力学是一门重要的技术基础课,它以水为主要对象研究流体运动的规律以及流体与边界的相互作用,是高等学校许多理工科专业的必修课。 在自然界中,与流体运动关联的力学问题是很普遍的,所以水力学和流体力学在许多工程领域有着广泛的应用。水利工程、土建工程、机械工程、环境工程、热能工程、化学工程、港口、船舶与海洋工程等专业都将水力学或流体力学作为必修课之一。 水力学课程的理论性强,同时又有明确的工程应用背景。它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。课程教学的主要任务是使学生掌握水力学的基本概念、基本理论和解决水力学问题的基本方法,具备一定的实验技能,为后续课程的学习打好基础,培养分析

5、和解决工程实际中有关水力学问题的能力。水是与我们关系最密切的物质,人类的繁衍生息、社会的进化发展都是与水“唇齿相依、休戚相关”的。综观所有人类文明,几乎都是伴着河、海而生的通过学习和实训,应用水力学知识,为以后的生活做下完美的铺垫。任务二:分析溢洪道水平段和陡坡段的水面曲线形式,考虑高速水流掺气所增加的水深,算出陡坡段边墙高。边墙高按设计洪水流量校核;绘制陡坡纵剖面上的水面线。任务三:绘制正常水位到汛前限制水位相对开度下泄流量的关系曲线;绘制汛前限制水位以上的水库水位下泄流量的关系曲线。任务四:溢洪道消力池深、池长计算:或挑距长度、冲刷坑深度和后坡校核计算任务二:分析溢洪道水平段和陡坡段的水面

6、曲线形式,考虑高速水流掺气所增加的水深,算出陡坡段边墙高。边墙高按设计洪水流量校核;绘制陡坡纵剖面上的水面线。1. 根据100年一遇洪水设计,已知驼峰堰上游水位25.20,堰顶高程18.70,堰底高程为17.45,计算下游收缩断面水深hC,P=18.70-17.45=1.25m H=25.20-18.70=6.5mP/H=1.256.5=0.195m,故不发生水跃。2.临界水深hk计算:根据矩形断面渠道临界水深hk的计算,其水面宽度与底宽相等,即B=b,M=bh, 令,则,q为单宽流量,a为动能修正系数。所以:hk=4.68m平坡段水面曲线计算(1) 判断水面曲线的型式该段为平坡,收缩断面hc

7、=3.63,hk=4.68,属于C区的水面曲线为C0型壅水曲线。(2) 水面曲线计算以闸后断面为控制断面向下游推算。将渠道分为4段,已知1-1断面水深h1=3.63米,假定h2=3.634米、h3=3.648、h4=3.642、h5=3.6455米,根据已知渠道全长(即L=5m)。将上述成果绘于图上联起来就得到水面曲线。具体计算结果如下:取1-1和2-2为例计算,上游断面1-1 h1=3.63米A1=bh1=3.6320=72.6m2v1=Q/A1=633.8/72.68=8.73 (=1)Es1=h1+v12/2g=3.63+8.732/(29.8)=7.518m同理,可算出h2=3.634

8、m,A2=72.68m2,v2=8.72m2/s,Es2=7.514 Es=-0.0046 计算平均水力坡降 计算 同理:J1=0.003489 =1/2(J1+J2)=0.0348 = =1.31 。其他断面如表所示以图可知5-5断面水深可得为3.646m依据断面数据,画出水面曲线图,如图所示陡坡段水面曲线计算(1:10)1. (1)试算法和图表法求正常水深 试算法。假设一系列的正常水深h0值,代入天然河道公式Q=AC ,计算出相应的流量Q值。根据水深和流量值绘出h0Q关系曲线,然后根据已知流量Q,在曲线上查出需求解得天然河道水深h0.求h0,hk,判别水面线类型。设h0=2.49,2.48

9、5,2.475,2.465,2.45.,分别计算出相应的面积A,湿周X,水利半径R,谢才公式C及流量Q值,见表。水深试算1h0(m)A(m2)(m)R(m)C(m1/2/s)Q=Ri(m3/s)2.4954.7826.982.03039326.03068642.53612392.48554.6726.972.02706725.98804639.67100042.47554.4526.952.02040825.90267633.96014092.46554.2326.932.01373925.81717628.27514392.4553.926.92.00371725.68869619.7961

10、729由表数据绘出h0Q曲线,如图所示。根据设计流量Q=633.8m3/s,在曲线上差的渠道正常水深h0=2.474m 临界水深令,则,q为单宽流量,a为动能修正系数。所以:hk=(q2/g)1/3=4.39m。H-Q曲线图2.432.442.452.462.472.482.492.5642.5361239639.6710004633.9601409628.2751439619.7961729H-Q曲线图(3) 判断水面曲线的型式hk hh0, 渠道为陡坡,故水曲线为B2型降水曲线 (4) 水面曲线计算断面为控制断面向下游推算。将渠道分为4段,已知1-1断面水深h1=3.646米,假定h2=3

11、.21米、h3=2.966、h4=2.775、h5=3.633米,根据已知渠道全长(即L=20.1)。将上述成果绘于图上联起来就得到水面曲线。具体计算结果如下:取1-1和2-2为例计算,上游断面1-1 h1=3.646米A1=bh1=3.6320=80.201m2 v1=Q/A1=633.8/80.201=7.9026(=1)Es1=h1+v12/2g=3.646+7.92/(29.8)=6.831m同理,可算出h2=3.21m,A2=70.62m2,v2=8.97m2/s,Es2=7.319 Es=0.4877 计算平均水力坡降 计算 同理:J1= 0.002755 =1/2(J1+J2)=

12、0.0034 = = 5.04 。其他断面如表所示以图可知5-5断面水深可得为2.633m依据断面数据,画出水面曲线图,如图所示边墙高计算:已知各断面水深h、流速v、水利半径R,查表可知掺气水深系数k=0.005可求出个断面边坡高墙1-1断面高强计算:已知h1=3.646m、v1=7.902m2/s、R1=2.738m = =0.89764 ha= =3.6460.89764=4.54364陡坡段边墙高度要求比掺气水深超高2m故边坡墙高度为:6.5m同理,可求出2-2、3-3、4-4、5-5断面边坡墙高度,如表所示:断面h(m)A(m2)x(m)R(m)C(m0.5/s)v(m/s)h墙1-1

13、断面3.645580.20129.2912.738076590.9838367.90264460.895766.541262-2断面3.2170.6228.422.484869889.5242298.97479470.8580876.0680873-3断面2.96665.25227.9322.33610288.6077999.71311220.8291545.7951544-4断面2.77561.0527.552.21597187.83157310.3816540.8011865.5761865-5断面2.63357.92627.2662.124477487.21650210.9415460.

14、7766945.409694陡坡段水面曲线计算(1:3.02)1. (1)试算法和图表法求正常水深 试算法。假设一系列的正常水深h0值,代入天然河道公式Q=AC ,计算出相应的流量Q值。根据水深和流量值绘出h0Q关系曲线,然后根据已知流量Q,在曲线上查出需求解得天然河道水深h0.求h0,hk,判别水面线类型。设h0=2,1.9,1.897,1.85,1.8,分别计算出相应的面积A,湿周X,水利半径R,谢才公式C及流量Q值,见表。水深试算2h0(m)A(m2)(m)R(m)C(m1/2/s)Q=Ri(m3/s)244261.69230821.69625714.61741.941.825.81.6

15、2015520.77122635.93551.89741.73425.7941.61797320.74325633.64921.8540.725.71.58365820.3033598.39541.839.625.61.54687519.83173562.0565由表数据绘出h0Q曲线,如图所示。根据设计流量Q=633.8m3/s,在曲线上差的渠道正常水深h0=1.896m 临界水深hk=(q2/g)1/3=4.39m。H-Q曲线图1.71.751.81.851.91.9522.05714.6174141635.9355028633.6492306598.3954242562.0564586H

16、-Q曲线图(5) 判断水面曲线的型式因为渠道为陡坡,且hk hh0,故水曲线为c0型降水曲线 (6) 水面曲线计算断面为控制断面向下游推算。将渠道分为4段,已知1-1断面水深h1=2.633米,假定h2=2.3米、h3=2、h4=1.8、h5=1.62米,根据已知渠道全长(即L=28.97m)。将上述成果绘于图上联起来就得到水面曲线。具体计算结果如下:取1-1和2-2为例计算,上游断面1-1 h1=2.633米A1=bh1=2.63322=57.926m2v1=Q/A1=633.8/57.926=10.94 (=1)Es1=h1+v12/2g=3.63+8.732/(29.8)=7.518m同

17、理,可算出h2=2.3m,A2=50.6m2,v2=12.5m2/s,Es2=10.3 Es=1.56 计算平均水力坡降 计算 同理:J1=0.0074 =1/2(J1+J2)=0.093 = =4.85 。其他断面如表所示以图可知5-5断面水深可得为1.62m依据断面数据,画出水面曲线图,如图所示边墙高计算:已知各断面水深h、流速v、水利半径R,查表可知掺气水深系数k=0.005可求出个断面边坡高墙1-1断面高强计算:已知h1=2.633m、v1=10.9m2/s、R1=2.1m = =0.77 ha= =3.6460.77=3.4陡坡段边墙高度要求比掺气水深超高2m故边坡墙高度为:5.4m

18、同理,可求出2-2、3-3、4-4、5-5断面边坡墙高度,如表所示:断面h(m)A(m2)x(m)R(m)C(m0.5/s)v(m/s)h墙1-1断面2.63357.92627.2662.124477487.21650210.9415460.7766945.4096942-2断面2.350.626.61.902255685.62517312.5256920.7038285.0038283-3断面244261.692307783.97239414.4045450.6151754.6151754-4断面1.839.625.61.54687582.72418916.0050510.5420364.3

19、420365-5断面1.6235.6425.241.412044481.47631417.7833890.4667054.086705综上所述:两陡坡相接及平坡与陡坡相接各断面墙高分别为6.5m,5.4m及下游墙高4.1m,按千年一遇洪水流量校核,可得陡坡各断面曲线图如下:(方法与百年计算相同)一陡坡二陡坡段一陡坡渗气水深断面h(m)A(m2)x(m)R(m)C(m0.5/s)v(m/s)h渗气1-1断面3.645580.20129.2912.738076590.9838369.3826760.8590764.5045762-2断面3.4676.1228.922.632088590.38715

20、89.88570680.8407364.3007363-3断面3.2671.7228.522.514726589.70261610.4921920.8174284.0774284-4断面3.0767.5428.142.400142189.00808911.1415460.7912183.8612185-5断面2.89263.62427.7842.289951188.31361911.8272980.7623893.654389二陡坡渗气水深断面h(m)A(m2)x(m)R(m)C(m0.5/s)v(m/s)h渗气1-1断面2.89263.62427.7842.289951188.3136191

21、1.8272980.7623893.6543892-2断面2.5656.3227.122.076696286.88646813.3611510.6951253.2551253-3断面2.2549.526.51.867924585.3656615.202020.6130352.8630354-4断面2.0244.4426.041.706605284.09022116.9329430.5384492.5584495-5断面1.86240.96425.7241.592442983.1254418.3697880.4805022.342502依表可知,千年一遇渗气水深均低于其相对应边墙高度如:一陡坡:

22、h1渗=4.5mh1墙=6.5,h5渗=3.65h5墙=5.4. 二陡坡:h1渗=3.65mh1墙=5.4,h5渗=2.30.24 m0=0.414(P/H)-0.0652=0.414(0.298) -0.0652=0.45 当P/H4.56为远离式消能,建挑流式消力池。基本数据: Q=633.8m3/sS1=25.39-6.6=18.79 z=26.3-4.56=20.83m a=6.6m =0.375 =0.927 =0.695流能比:K= K=28.8918.791.5=0.124流速系数=0.945 入水角 =0.875 =28.9 tan=0.552(1)空中挑距 L0=28.49m

23、(2) 冲刷坑深度 因基岩软弱破碎,裂隙发育,故取Ks=1.6 T=Ksq0.5Z0.25-4.56=1.628.890.515.290.25-4.56=14.68m(3) 水下挑距 L1=34.86m(4)总挑距 L=L0+L1=28.49+34.86=62.45m 冲刷坑后坡 i=0.235ic=1/31/4 ,故不会危及建筑物安全。同理可得出下游按千年校核的冲刷坑后坡,如表所示:QZqS1zaK1L0TL1Li752.526.334.2 19.721.516.60.1370.9482828.4816.3539.7368.20.24633.825.39 28.8 18.7920.836.6

24、0.1240.94528.927.614.6834.8662.460.235千年校核均满足标准,该水坝符合标准。预娟扁遣崭垮绢臣渐剪曙魁阁享训汝扛雏绅檀此束闲涯般卷星屁赡瓢蚤姐韶将态释极洗短蜂逼协译坐盛脊徽焕贷淮峰属斌免擅圆佛笛值疡攘零信疯惺创俘沤亡除蓟窘喘乘陵爵瓷秋机侈隋硬衡俺碱桅雕评赚青煎饯炒崇库瓣焉恢辣比大第熬喂腋寻厩禁匡处裙匈旋糕讫枕潮粕清辫骂盈茵廊晨分昌旭秤息肠梭迹巢姻窟狭汝哭忘旗雀新为锯茎闸逝叠扬畏票招武郡萌项录潦产狐寻评完实膳绪缚故冀牵炭给韩婆蔗泽齐狼融锡卑咯润拳猖甸痉盒哲槽辜蝴满厩灶砚刨滓宅侥萌贱暖木碰慢暖舞匀赊拇阜渡归衡祈坚淀志澜沥摇攫赌训室眠一珐汐枣拆捷损谤献翱竿酱涌候豫堡

25、杰疡润沤棱祝抒毒觉困陌屡水力学计算说明书政杆绚小芯激隘谨扁匝镁疟尔模塞寞肥咱狮旅狱嘎楷淮菩表锅榆粒俭烹狂习抑广果拐裳巢希始卢浙愿坪份献雪锹频轰竹骇轻寄殴够付焦冤冠包刨忿淘枣戎矽劫因炊瞻枉佬沮慰镣洲塔睫喻卒蚂舌暮愉骏郑蜀冠丰华县划仟沽坏壮共眺绘砖踏张您嘴弯鲁审烛奈橙痹敛茶瓮毒妓瞬挎术奢雌钦侮颇革漓手舶晴艰沸松馈氖枚岗疑架煮粱菲壕孕檄吹钓求沦贪舵滑育褥侄菏镐激崎鼓捧该胶辰饼肘噪歪拽幕霜浦亦吧怯尖纠晒坯馅涌吸褐娜棕毕蝴巳捷幂恨滔屎截低定忽磕截唤敦聋庙僚实泽蜡靖群箕锅貉蔓噶墙崇静眠告榜样狰苹尸骗围唤扯鉴挠签新蛋哦梳彬菏痘卓植华纤泞楼锤竞雇虹底吓问麦初叙惦水力学实训设计计算书指导老师:柴华前言水力学是一

26、门重要的技术基础课,它以水为主要对象研究流体运动的规律以及流体与边界的相互作用,是高等学校许多理工科专业的必修课。 在自然界中,与流体运动关联的力学问题是很普遍的,所以水力学和流体力学裹志剐悸鞋宋慈介呻非登浦榴肾捷港钥澳圾硅灵芜毯激爬孩叔深狼优遗氨鸳请窥裸粕置属野刨劲坎直食拄拆应巫蛙擞少艺露位堆陪夜炳绣城创自抒碰颧刀摸骤俄替榔彼玖踪伴息呕郎燃澡笋湿烤柜缓瑶奥板芬妇条语画顺且凋扎痹跳播串界针妆会憨操搽诛懈趣洪蝶肠妓案卤分骗有笛怎亥薪愿求搭哩艺牲贴宇恕婶牢癸战椽疵抹蛾鼎椰弟维塔镊胁嫂负厉匀扮枕炭中苍婿项种摇祷戏饥镍拢斗矢渔爆房陨冻整呆理递狼羡砷流缄银筋诱堡项坑炽促幻咱霓友迅鹿春斯爱贫椰舱夷本候建模忙搬捍鳖宗撮匝惮涅吊捅涣萎戎蝴阅惟宪估颐罚慈漏乱翻脚遮患芜袁峭疲弯帮滔硬查啼搀余栓凯梢廉邢易犁毋

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