2015一级建造师水利水电预习：水流形态

从描述水流的不同角度出发，水流形态主要包括：恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、层流与紊流、急流与缓流。

(一）恒定流与非恒定流

1. 恒定流。流场中任何空间上所有的运动要素（如时均流速、时均压力、密度等）都不随时间而改变的水流称为恒定流，如图1F411029-1 (a)所示。在恒定流的情况下，任一空间点上，无论哪个液体质点通过，其运动要素都是不变的，运动要素仅仅是空间坐标的连续函数，而与时间无关。

2. 非恒定流。流场中任何空间上有任何一个运动要素随时间而改变的水流称为非恒定流，如图1F411029-1 (b)所示。

(二）均匀流与非均匀流

1. 均匀流。当水流的流线为相互平行的直线时的水流称为均匀流，如图1F411029-2所示。均匀流的过水断面为平面，且过水断面的形状和尺寸沿程不变；均匀流中，同一流线上不同点的流速应相等，从而各过水断面上的流速分布相同，断面平均流速相等；均匀流在同一过水断面上各点测压管水头为——常数。

2. 非均匀流。当水流的流线不是相互平行的直线时的水流称为非均匀流，如图lF411029-3所示。流线虽然平行但不是直线（如管径不变的弯管中的水流），或者流线虽为直线但不相互平行（如管径沿程缓慢均匀扩散或收缩的渐变管中的水流）都属于非均匀流。按照流傘不平行和弯曲的程度，可将非均匀流为渐变流和急变流两种类型。

(1)渐变流：水流的流线虽然不是相互平行的直线，但几乎近于平行直线时的水流称为渐变流。

(2)急丰流：当水流的流线之间夹角很大或者流线曲率半径很小时的水流称为急变流。

(三）层流与紊流

同一液体在同一管道中流动，当流速不同时，液体可有层流和紊流两种不同的流态。

1. 层流：当流速较小，各流层的液体质点有条不紊地运动，互不混搀，该流动形态为层流，

2. 紊流：当流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中互相混搀，该流动形态为紊流。实际工程中紊流是最为常见的流态，如闸后、跌水、泄水、水轮机中的水流均为紊流。

(四）急流与缓流

明渠水流中，可从水流所具有的动能和势能的对比，或从水流的流速与干扰波波速对比，将水流分为急流与缓流。

1. 急流：当水深小于临界水深，水流的数大于1的水流，称为急流。急流表现形态为: 当水流遇到障碍物时，只引起局部的水面变化，而这种变化不向上游传播。

2. 缓流: 当水深大于临界水深，水流的数小于1的水流，称为缓流。缓流表现形态为：当水流遇到障碍物时，障碍物对水流的干扰可向上游传播，表现为上游的水位壅高。