6.4     无压圆管均匀流的水力计算

无压圆管指不满流的圆管。在排水工程中被广泛使用。对于长直的圆管，i>0，粗糙系数保持沿程不变时，管中水流可以认为是明渠均匀流。见图6—6—3。直径为d，水深为h的圆形管道，其过水断面面积A、湿周χ和水力半径R计算公式如下： 　　

无压圆管均匀流水力计算的基本公式仍是

或


为了避免繁琐的计算，可以利用图6-6-4来计算。图中纵坐标为充满度α＝h/d，横坐标为无量纲流量Q/Q0和无量纲流速v/v0。Q0和v0为圆管满流时的流量和流速。Q与v则表示充满度h／d时的流量和流速。从图中可以看出，最流量发生在h／d=0.95时，这时Q/Q0=1．087，因为这时的AR2／3最；最流速发生在h／d=0．81时，这时v/v0=1．16。因为这时的水力半径R最，水深再加时，过水断面面积虽有增加，但湿周增加得更快，使R反而减小。
[例6-6-3]无压长涵管，直径d=1．5m，底坡i=0．002，粗糙系数n=0．014，流量Q=2．5m3／s，渠中水流为均匀流。求水深h0。
[解]  先求满管流时的Q0

查图6—6—4得

所以