水躍

水躍是流體力學的一個現(xiàn)象,也稱為水力躍遷,常在像河或泄洪道的明渠中出現(xiàn)。當高流速的超臨界流進入低流速的亞臨界流中,流體的速度突然變慢,流體部分的動能被紊流消散,部分動能則轉換為位能,造成液面明顯變高,這樣的現(xiàn)象即為水躍。 

水躍基本信息

中文名 水躍 外文名 hydraulic jump
學????科 流體力學 出現(xiàn)場所 河、泄洪道的明渠
特????點 在很短的距離內,水深急劇增加等 水流分成 上部不斷翻騰旋滾、下部是主流

水躍始端和終端兩個斷面的水深分別稱為躍前水深

和躍后水深 。這兩個水深之間存在著共軛關系。對于水平底棱柱形渠道(即斷面形狀和尺寸沿流向不變的渠道),這個關系可以用動量原理導出,稱水躍方程:

式中

為斷面面積;
為斷面形心處的水深;
、
為動量校正系數(shù);Q為流量;g為重力加速度。A和
均為水深h的函數(shù)。不計斷面下標,上式兩邊的函數(shù)形式相同,均為。在給定Q的情況下,這是水深h的函數(shù),稱為水躍函數(shù)θ(h)。這樣,式(1)可以簡單地寫作θ(
)=θ(
)。θ(h)與h的關系曲線如(圖3)所示。

躍前、躍后水深雖不相等 (

>
),但它們的水躍函數(shù)值卻相同,因此把它們稱為共軛水深。當已知流量、渠道斷面尺寸及一個水深時,利用式(1)可求得另一水深。對于寬為b的矩形斷面,可直接由式(1)解得:

水躍造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
(除稅)
工程建議價
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行情 品牌 單位 稅率 供應商 報價日期
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直流噴頭 品種:固定式噴灌噴頭;噴體方式:涌泉式;材質:304不銹鋼;規(guī)格:可間歇式跳的直流噴頭;貨號:94003;流量(L/H):無;射程(m): 查看價格 查看價格

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行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時間
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材料名稱 規(guī)格/需求量 報價數(shù) 最新報價
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水躍的消能效率用水躍消能系數(shù) Kj表示, Es1是躍前斷面比能 。

對平底矩形明渠

簡記為

.

關系曲線(圖4)可見,隨Fr1增大,消能效率越高 。

水躍的分類

(1)

,水躍表面將形成一系列起伏不平的波浪,波峰沿流降低,最后消失,種形式的水躍稱為波狀水躍。由于波狀水躍無旋滾存在,混摻作用差,消能效果不顯著,波動能量要經(jīng)過較長距離才衰減。

(2)

時,水躍成為具有表面水滾的典型水躍,具有典型形態(tài)的水躍稱為完全水躍。此外,根據(jù)躍前斷面佛汝得數(shù)1Fr的大小,還可將完全水躍再作細分。但這種分類只是水躍紊動強弱表面現(xiàn)象上有所差別,看不出有什么本質上的區(qū)別。

(3)

,稱為弱水躍。水面發(fā)生許多小旋滾,消能效果不大,消能效率小于20%,但躍后斷面比較平穩(wěn)。消能效率是指通過水躍消耗掉的能量占躍前斷面總機械能的百分數(shù)。

(4)

,稱為不穩(wěn)定水躍或擺動水躍。底部射流間歇地往上竄,旋滾較不穩(wěn)定,消能效率20%~45%,躍后斷面水流波動大,需設輔助消能工。

(5)

,稱為穩(wěn)定水躍。躍后斷面水面平穩(wěn),消能效果良好,消能效率達到45%~70%。

(6)

,稱為強水躍。消能效率可達到85%,但高速主流挾帶的間歇水團不斷滾向下游,產(chǎn)生較大

的水面波動,需設輔助消能工。2100433B

明渠中由急流過渡為緩流時,水流高度發(fā)生局部突變現(xiàn)象稱為水躍。從水閘或溢流壩下泄的急流在受到下游渠道緩流的頂托時,便會發(fā)生水躍。這一現(xiàn)象也可以在水龍頭放水時,在水池中見到(圖1)。

水躍現(xiàn)象可在定常流中出現(xiàn),它的特點是:在很短的距離內,水深急劇增加,流速相應減小。

水躍區(qū)的水流可以分為兩部分:上部不斷翻騰旋滾,因摻入空氣而呈白色。下部是主流,是流速急劇變化的區(qū)域。這兩部分的交界面上流速梯度很大,紊動混摻強烈,液體質點不斷地穿越交界面進行交換(圖2)。

在非定常流的涌波中,也可以形成翻滾前進的水躍(見“涌波”詞條)。由于水躍內部水體的強烈摩擦混摻而消耗大量機械能,因此通常把水躍作為消能的有效方式之一。

水躍常見問題

  • 躍層(躍上 躍下 兩層)中樓梯間、電梯間、水電井建

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  • 俊躍水龍頭如何拆卸

    水龍頭當然是可以拆下來的啊,一般這種情況下呢,我們的水龍頭不是經(jīng)常拆的喲,因為如 果經(jīng)常拆的話,那么導致這個橡膠墊會出現(xiàn)磨損的情況的,拆卸的方法很多 一般的工具只要是扳手就可以的了,但是拆下來之前切忌...

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水躍前后兩斷面的距離稱為水躍長度Lj。它是泄水建筑物消能設計的重要依據(jù)之一,其值多由經(jīng)驗公式估算。例如:

式中Fr1為躍前斷面的弗勞德數(shù)(表示慣性力與重力量級比值)?!‰S著躍前斷面水流湍急程度(用 Fr1表示)的不同,水躍有不同的形態(tài)。其中波狀水躍無水面旋滾;擺動水躍有射流自底部間歇地向上竄升,旋滾較不穩(wěn)定,躍后水面波動較大。就消能效果而言,F(xiàn)r1越大效果越好。

水躍研究的內容還有水躍縱剖面形狀、水躍位置的確定和控制、水躍能量損失等。工程中還常遇到非平底或非棱柱形渠道中的水躍,已有很多研究成果。

水躍文獻

矩形擴散水躍方程的近似解 矩形擴散水躍方程的近似解

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大?。?span id="2ok4gku" class="single-tag-height">210KB

頁數(shù): 5頁

評分: 4.8

在矩形擴散渠槽水躍的水面按線性變化和側墻反力按梯形計算假設的基礎上,根據(jù)動量原理,推導了矩形擴散渠槽的水躍方程.通過級數(shù)展開處理,獲得了矩形擴散渠槽的水躍方程的近似解.近似解的計算結果和實驗值一致.將近似解應用于矩形明渠水躍水力計算,在穩(wěn)定水躍范圍內,近似解與經(jīng)典的矩形明渠水躍的理論解析解的最大相對誤差為6.67%.說明矩形擴散渠槽的水躍方程的近似解可以應用到工程計算.

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泄水建筑物斜坡上水躍共軛水深近似計算 泄水建筑物斜坡上水躍共軛水深近似計算

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大?。?span id="y2ciisu" class="single-tag-height">210KB

頁數(shù): 2頁

評分: 4.5

依據(jù)水力學水躍理論,對斜坡上躍前水深擬為收縮水深,以簡化計算,并按動量方程,引入斜坡特性,即可估算躍后水深,并以算例說明,效果較好。

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水躍(Hydraulic jump)是流體力學的一個現(xiàn)象,常在像河或泄洪道的明渠中出現(xiàn)。當高流速的超臨界流進入低流速的亞臨界流中,流體的速度突然變慢,因此流體部分的動能被紊流消散,部分動能則轉換為位能,造成液面明顯變高,這樣的現(xiàn)象即為水躍。

多采用方格坐標法觀測,即在發(fā)生水躍范圍的兩岸側墻上,繪制方格坐標。繪制網(wǎng)格時,應由消能工的起點開始,向下游每隔1m繪1條縱線,由消力池底板開始,向上按高程每隔1m繪1條橫線。在水面波動大的部位,縱線刻劃至0.1m,橫線刻劃至0.5m。水躍觀測要在閘門開啟穩(wěn)定以后再進行,以免發(fā)生誤差。

16世紀,達·芬奇第一次進行描述。1846年,貝朗日發(fā)表了計算巨浪的形成的方程。1914年,瑞利男爵將貝朗日的方程與環(huán)形水躍結合起來。1933年,日本科學家家古一郎對液體粘稠的邊界層進行了建模。1993年,出身于諾貝爾獎世家的丹麥人托馬斯·玻爾對水躍外部進行了建模。2100433B

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