明渠均勻流人工加糙壁面絕對(duì)粗糙度與糙率關(guān)系試驗(yàn)研究.pdf

1、明渠水流的水力計(jì)算中糙率系數(shù)的確定，是水力學(xué)計(jì)算中長(zhǎng)期以來一直未解決的難題。到目前為止對(duì)其變化規(guī)律及函數(shù)關(guān)系仍無定論。本文通過對(duì)混凝土壁面和三種不同粒徑壁面人工加糙均勻流渠道進(jìn)行試驗(yàn)，研究在不同流態(tài)、不同渠道壁面絕對(duì)粗糙度條件下，渠道糙率系數(shù)的變化情況，分析明渠水流流態(tài)和壁面絕對(duì)粗糙度與糙率系數(shù)之間的關(guān)系，并建立函數(shù)關(guān)系式。
　　糙率值隨流量變化規(guī)律與水流流態(tài)密切相關(guān)。緩流流態(tài)中兩者成反比關(guān)系，急流流態(tài)中成正比關(guān)系。研究并發(fā)現(xiàn)，糙

2、率值與壁面絕對(duì)粗糙度的關(guān)系成正比例。相同流量下，糙率值n隨著弗汝德數(shù)Fr的逐漸增大不斷增加，但增率不等。即當(dāng)Fr＜1時(shí)，糙率值n增加的較快;當(dāng)Fr＞1時(shí)，糙率n值增加較慢。不同壁面絕對(duì)粗糙度度⊿下，隨著弗汝德數(shù)Fr增大，糙率值n的變化趨勢(shì)是變化速率先增加后減小。當(dāng)Fr＜1.0時(shí)，糙率n值與弗汝德數(shù)Fr和壁面絕對(duì)粗糙度⊿都有關(guān)系，即n=f(Fr,⊿）;當(dāng)Fr＞1.0時(shí)，糙率n值主要與壁面絕對(duì)粗糙度⊿有關(guān)，與弗汝德數(shù)Fr關(guān)系不大，即n=f(

3、⊿）。
　　相同底坡下，糙率值n與弗汝德數(shù)Fr的關(guān)系呈冪函數(shù)降曲線。糙率值n與平均水深h、雷諾數(shù)Re關(guān)系與流態(tài)有關(guān)。當(dāng)Fr＜1時(shí)，糙率值n分別與平均水深h、雷諾數(shù)Re成反比關(guān)系;當(dāng)Fr＞1時(shí)，糙率值n分別與平均水深h、雷諾數(shù)Re成正比關(guān)系。
　　依據(jù)不同壁面絕對(duì)粗糙度⊿渠道試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出n-Fr圖，并通過擬合分析，得出了壁面絕對(duì)粗糙度⊿與糙率值n函數(shù)關(guān)系，并通過混凝土渠道試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。依據(jù)不同底坡i渠道試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出n-