土木工程流体力学计算及实例问题

土木工程水力学
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管道流量计算

液体和气体通过管道输送，适用于各种各样的应用。工程师需要能够计算i)给定流量所需的管道大小和可用的泵头,2)水头损失由于给定流量通过管道的大小,或iii)指定的流量通过管道与给定水头损失。这些文章介绍了计算程序和公式，用于每一种类型的计算，以及示例计算。有关于使用达西-维斯巴赫/摩擦因子计算和使用哈森威廉姆斯公式的文章。还介绍了使用Excel电子表格进行管道流量计算的信息。

均匀的开放通道流量计算

对于明渠流动，自由液体表面对大气压开放，因此流动的驱动力是重力，而不是管道流动中的压差。明渠流量的例子包括河流和溪流中的流量、暴雨下水道中的流量、阿罗约河和灌溉渠道中的流量，以及污水处理厂使用的人工明渠中的流量。当恒定的流速通过具有恒定的底部坡度、恒定的表面粗糙度和恒定的形状和大小的沟道时，就会发生均匀的明渠流。这些文章中心曼宁公式的使用对于明渠均匀流,包括水力半径的计算,确定流量在一个给定的通道在给定的流和决心深度正常流的深度,对于一个给定的通道和流量。有关于自然渠道计算的文章，也有强调人工渠道计算的文章。

明渠流量测量

WEIRS和FLUMES是用于测量开放通道中流速的最常见设备。这些文章包括有关尖锐的冠，矩形和V-andch堰，广阔的冠词和普罗斯和扑杠的信息。该信息包括描述性材料，图表，方程，示例计算，以及对计算的Excel电子表格的使用讨论。

管道流量测量

用于管道流动的广泛使用的流量测量装置是差动流量计，包括流量喷嘴，孔口和文丘里米。这些仪表在流动区域中使用收缩区域来增加流体速度，从而降低流体压力。然后可以测量压力降低的量并用于计算流速。用于流量喷嘴，孔口以及文丘里米以及有关皮托管，转子和磁流量计的信息，包括描述性材料，方程和示例计算。

水力跳跃和超临界明渠流

水力跳跃发生的目的是为了使超临界流动过渡到亚临界流动的渠道不够陡峭，以维持超临界流动。本节的文章提供了关于亚临界、临界和超临界水流的背景信息，关于水力跳跃的计算，以及关于明渠水流的临界深度和临界坡度等参数的计算。

流体力学基础知识

基本流体机械原理以各种方式有用。例如，理想的气体定律可用于计算不同温度和压力下的空气和其他气体的密度。计算由于流体流过浸没物体引起的拖曳力的方程和方法可以深入了解高尔夫球中的凹坑使高尔夫球比平滑球更远的原因。

参考

  • 国际标准组织 - 借助于圆形横截面导管的压差装置测量流体流动。参考编号：ISO 5167-2：2003。
  • Munson，B. R.，Young，D.F. F.，＆Okiishi，T. H.，Fluid Mechanics的基础，第4届Ed。，纽约：John Wiley和Sons，Inc，2002。
  • U.S.内部，填海局，2001年修订，1997年第三版，水测量手册．