明渠均勻流人工加糙壁面絕對粗糙度與糙率關系試驗研究.pdf

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

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

3、⊿）。
　　相同底坡下，糙率值n與弗汝德數Fr的關系呈冪函數降曲線。糙率值n與平均水深h、雷諾數Re關系與流態(tài)有關。當Fr＜1時，糙率值n分別與平均水深h、雷諾數Re成反比關系;當Fr＞1時，糙率值n分別與平均水深h、雷諾數Re成正比關系。
　　依據不同壁面絕對粗糙度⊿渠道試驗數據繪制出n-Fr圖，并通過擬合分析，得出了壁面絕對粗糙度⊿與糙率值n函數關系，并通過混凝土渠道試驗數據進行驗證。依據不同底坡i渠道試驗數據繪制出n-