工程流体力学课程教案首页Word文档下载推荐.docx

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以传统教学方式为主要手段，以多媒体教学为辅助教学手段，即将教学中所需图表及与课程相关的工程实例等内容，采用多媒体形式展示。

教学手段

讲课为主，提问、课堂讨论为辅。

教学过程

回顾上次课堂教学所讲的重点内容；

导引本次课堂教学的主要内容及进行讲解，在讲解过程中，针对具体问题对学生进行提问或作为问题让学生课后思考；

对本次

课堂教学内容进行小结。

讲课内容（转讲稿页）

讲课内容

备课札记

第八章堰流

一、本章学习要点:

堰流的定义及分类

堰流基本公式

宽顶堰溢流的水力特征及计算

小桥（涵）孔径的水力计算方法

二、本章重点掌握:

小桥（涵）孔径的水力计算

§

8-1堰流的定义及分类

一、堰流的定义

无压缓流越过障壁时产生的局部水力现象称为堰流。

二、堰的分类

薄壁堰，如图a所示；

实用堰，如图b所示；

宽顶堰，如图c所示。

当时，hf逐渐起主要作用，不再属于堰流的范畴。

（讲稿页）第1页

三、堰流的计算特点

hw=hm（hf可忽略不计）

§

8.2堰流基本公式

以薄壁堰为例进行推导

建立1→2断面的伯努利方程

式中：

p2≈0

令

为流速系数；

m为流量系数；

将堰上游行近流速v0的影响纳入流量系数中去考虑，

（讲稿页）第2页

则式（8-1）成为

而

上式即为堰流基本公式，对宽顶堰、实用堰均适用。

8.3宽顶堰溢流

一、水流特点

如图所示，自由式时，两次跌水。

二、流量公式

自由式：

淹没式：

，一般由经验公式确定。

理想流体：

mmax=0.385；

实际流体：

0<

m<

0.385；

淹没系数：

。

三、淹没标准

当时，下游水流绝对不会影响堰顶溢水流性质（）

为形成淹没式宽顶堰的必要条件（）

（讲稿页）第3页

实验证明，为形成淹没式宽顶堰的充分条件。

四、宽顶堰溢流的计算

宽顶堰为工程中的泄流建筑物，其计算内容主要为流量。

[例1]某矩形断面渠道中的直角进口无侧收缩潜水坝。

已知坝长δ=2.5m，坝顶水头H=0.85m，坝高p=p’=0.5m，坝下游水渠h=1.10m，坝宽b=1.28m，试求过坝流量Q，取动能修正系数α=1.0。

解：

因，故该潜堰属于宽顶堰。

1、判别出流形式

满足宽顶堰淹没溢流的必要条件，但不满足充分条件，故为自由式溢流。

2.计算流量系数m

因，故由别列津斯基经验公式得

3.计算流量Q

宽顶堰流量计算式为高次超越方程，计算中常用失代法求解。

流量迭代式

式中下标n为迭代循环变量，可取初值进行迭代。

（讲稿页）第4页

n=0：

；

n=1：

n=2：

因

若该计算误差小于要求的误差限值，则过坝流量为

4.校核潜坝上游流动状态

潜坝上游水流确为缓流，故上述计算有效。

8.4小桥孔径水力计算

一、小桥过流现象

如图所示，小桥过流宏观上与宽顶堰溢流类似。

二、淹没标准

桥下游水深

h<

1.3hk，自由式；

h≥1.3hk，淹没式。

三、计算图式

自由式：

（Ψ<

1）

淹没式：

h1=h

（讲稿页）第5页

四、水力计算原则

小桥孔径水力计算原则主要从安全和经济两方面考虑。

1．（保证桥下不发生冲刷）

2．（保证桥头路堤不淹没）

3．考虑标准孔径（经济原则）

五、设计方案

1．从出发进行设计

2．从出发进行设计

不管从何方案设计，都必须综合考虑、B、三个因素，同时满足安全、经济原则。

六、小桥孔径水力计算方法

以从出发进行设计为例（仅讲矩形断面桥孔情况）。

关于从桥前允许壅水水深出发进行设计的方法，请读者自行分析。

（讲稿页）第6页