| 词条 | 缓流和急流 |
| 释义 | § 缓流和急流 § 正文 （图1）。 投石入水时，在水面激起的微小波动以一定速度向四周传播。如果是静水，形成的波形是以石块入水点为中心的一系列同心圆（图2a）。如果水是运动的,则波形将随水流移动。其运动情况取决于波速c和流速v的相对大小：①当vc时,出现一个向上游传播的波，其相对于地面的绝对速度为c－v；另有一个向下游传的波，波速为c＋v。这就是缓流（图2b）。②当vc时，出现两个向下游传的波，波速分别为v－c及v＋c。此时扰动不影响上游。这就是急流（图2d）。③当v＝c时,向上游传播的波的波速为零,向下游传播的波速为c＋v＝2c。这种水流称为临界流（图2c）。 缓流和急流 缓流和急流 应用能量方程可以导出微波（波高远比水深为小的波）相对于水的波速。式中g为重力加速度;h＝A/B为断面平均水深；A为过水断面面积；B为水面宽度。 弗劳德数 流速与波速之比,以Fr表示，即。显然,缓流时,vc,Fr1；急流时,vc,Fr1；临界流时,v＝c，Fr＝1,称为临界弗劳德数,并写作Fro。由此可见，弗劳德数可以作为判别水流是缓流还是急流的标准。弗劳德数还可写为另一形式，将h＝A/B及 v＝Q/A 代入可得。由此可以导出弗劳德数平方的物理意义： 当临界流时,Fr＝Fro＝1，可见其平均比势能恰为平均比动能的二倍；而缓流时Fr1,势能大于两倍动能；急流则相反。弗劳德数从因次分析上看表示惯性力与重力之比。 临界水深 临界流的水深，以ho表示。它所对应的过水面积为Ao、水面宽度为Bo、流速为vo(称为临界流速)。当临界流时,由此可得Q 2/Bo/gA3o=1。当流量Q及渠道横断面尺寸给定时,Ao、Bo为ho的函数，由此式可解得ho值。对已知流量而言，如果实际水深hho,则vvo,水流为缓流；反之，如hho，则vvo,水流为急流。可见,缓流和急流也可由实际水深h与临界水深ho相比较来判别。 参考书目 清华大学水力学教研室编：《水力学》，下册，人民教育出版社，北京，1980。 § 配图 § 相关连接 |
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