预设示例
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输入
正向(计算V、Q)
结果
流量 Q [m³/s]
—
流速 V [米/秒]
—
直径深度 R [m]
—
弗劳德数 Fr [-]
—
| 横截面积 A [m²] | — |
|---|---|
| 湿周 P [m] | — |
| 水力半径 R [m] | — |
| 水力深度 Dm=A/T [m] | — |
| 弗劳德数 Fr [-] | — |
| 流态 | — |
| 估计水深 y [m] | — |
| 重复信息 | — |
剖面图(轮廓)
根据输入值显示横截面形状。
图
显示具有有效输入的图表。
计算公式及程序
R = A / P
V = (1/n) × R^(2/3) × S^(1/2)
Q = A × V
对矩形、梯形和圆形(部分充满)截面计算过水断面面积 A、湿周 P 和水面宽 T。水深使用带区间的二分法反算,坡度使用解析式反算。
在满流水深边界 y=D,可按Manning公式计算 Q 和 V,但无法定义水力深度和自由水面的弗劳德数。
常见问题
弗劳德数 Fr 表示什么?
Fr 用于比较惯性力与重力的影响。Fr<1 为亚临界流,Fr≈1 为临界流,Fr>1 为超临界流。
坡度 S 表示什么?
Manning公式中的 S 是能量坡度。本工具用于教学估算,在假定均匀流时用渠底坡度近似。
应选择哪个Manning粗糙度系数 n?
应根据渠道材料、植被、凹凸程度、线形和维护状况,从适用的技术资料中选择。预设值仅为参考示例,不是设计值。
圆形截面的结果可以用于压力管吗?
不可以。本计算器模拟具有自由水面的明渠流动,不模拟满管压力流。
为什么圆形截面的同一流量可能对应两个水深?
圆形截面的Manning流量在完全充满前达到最大值,随后向 y=D 略有下降。当目标 Q 位于满流水深时的流量与最大流量之间时,会有一个较浅解和一个较深解。本计算采用较浅解,同时显示较深的备选解。
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