什么是谢才公式?

什么是谢才公式?,第1张

什么是谢才公式?

[拼音]:Xiecai gongshi

[外文]:Chézy formula

计算明渠和管道均匀流平均流速或沿程水头损失的主要公式。它是1769年由法国工程师A.de谢才提出的。其形式为:




(1)

式中v为断面平均流速(m/s);


水力半径(m),A为过水断面面积,Pw为水流与固体边界接触部分的周长,称为湿周(见图);Jhf/l为水力坡度,hf为流段l内的沿程水头损失,对于明渠恒定均匀流,Jii为明渠底坡);C为谢才系数(m0.5/s)。谢才公式的另一形式为:




(2)

C与沿程摩阻系数λ(见水头损失)的关系为


g为重力加速度)。




许多学者对C值进行研究,得到一系列经验公式。其中最为简便而应用广泛的是曼宁公式:




(3)

式中n为反映壁面粗糙对水流影响的系数,称为粗糙系数或糙率。

资料较丰富且考虑 R的指数为变量的计算式有巴甫洛夫斯基公式:




(4)

式中


(5)

在近似计算中,当R


1.0m时,


R


1.0m时,


。式(4)的适用范围为 0.1m ≤R ≤3.0m,0.011≤n≤0.04。式(3)至式(5)中,水力半径R以m计。

对于一般管道和人工渠道,糙率n主要决定于壁面粗糙突起物的大小、形状和分布;对于天然河道,n则与河床沙石粒径和形状,沙波大小、形状和变化,岸滩水草树木的疏密程度,以及河道水位变化等有关。n值应经实测确定。将式(3)代入式(1)可得:




(6)

对于均匀流,测出某一流段的RJv值,即可确定该流段的n值。对于缓变非均匀流,n值可用流段的RJv的平均值来确定。如无实测资料,n值可以从水力学或水力计算手册中查得。对于一般管道及有护面的渠道,n=0.009~0.033;对于无护面的渠道及天然河道,n=0.020~0.200。n值选择是否恰当对计算成果影响甚大,必须慎重。

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