1、明渠恒定非均匀流 水面曲线连接实验,西南交通大学力学实验中心,麦继婷 高讯,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分析是工程流体力学课程中“明渠恒定流动”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。由于其涉及的概念较多，通常是学生学习的难点。,实 验 目 的,观察变坡水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识；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）及明槽底坡性质（缓坡、急坡、临界坡）；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的应用。,实
2、验 原 理,棱柱形明渠恒定非均匀渐变流在5种底坡（缓坡、急坡、临界坡、平坡、逆坡）下共有12条水面曲线；,实 验 原 理,实 验 原 理,界限情况 当hh0时，水面曲线与N-N线渐近； 当hhc时，水面曲线与C-C线正交； 当h时，水面曲线趋于水平。变化规律 凡是处于1区和3区的水面曲线，水深沿程将只升不降； 凡是处于2区的水面曲线，水深沿程将只降不升。,实 验 原 理,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）和水跌（瀑布）两种水流现象。,实 验 原 理,临界水跃,实 验 原 理,远驱水跃,实 验 原 理,淹没水跃,实 验 设 备 简 介,实验方法及步骤,接通电源,使电
3、动升降机处于待机状态；开启进水阀门，放水入槽；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，并配以平板闸门使槽中产生各种水面曲线的连接型式；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h、渠宽b）。,实 验 内 容,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）及明槽底坡性质（缓坡、急坡、临界坡）； 观察明槽水跃现象及3种水跃连接型式；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。,思 考 题,试简述明渠恒定非均匀流水面曲线连接的一般规律。何谓控制断面？控制断面在分析水面曲线连接时有何作用？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面和跌水断面特别感兴趣？如何应用水面曲线连接理论估算山洪流量？,
