明渠(曼宁法)流速/流量计算

使用曼宁公式(均匀流近似)近似明渠中的流速 V 和流量 Q。它还支持从目标流量反算水深y/坡度S。

*此工具仅用于教育/评估目的。它不能用于详细设计、安全判断或法律合规性确认。

*S 是能量梯度。该工具使用河床坡度 ≒ S 的近似值。

其他语言 日本語 | English | 简体中文 | 繁體中文 | 繁體中文(香港) | Español | Português (Brasil) | Bahasa Indonesia | Français | हिन्दी | العربية

预设示例

一旦选择,输入将被填写,结果将立即更新。

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。

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。

评论

评论仅根据请求加载 (Giscus)。