曼寧公式，指的是明渠道流量或速度經驗公式，常用於物理計算、水利建設等活動中。曼寧公式屬於套用範圍更加廣泛的公式，但如果明渠中的流體為恆定均勻流以及明渠恆定緩變流，我們便可以使用形式更為簡單的謝才公式來計算流量。
基本介紹
- 中文名：曼寧公式
- 屬性：曼寧
- 性質：公式
- 作用：於物理計算、水利建設等活動中。
曼寧公式,謝才公式,曼寧公式的局限性,
曼寧公式
曼寧公式：明渠道流量或速度經驗公式。其中，v是速度；
曼寧公式
曼寧公式k是轉換常數，國際單位制中值為1；
n是糙率，是綜合反映管渠壁面粗糙情況對水流影響的一個係數。其值一般由實驗數據測得，使用時可查表選用。擴展閱讀網址中有一些很有用的n值可供選擇：
Rh是水力半徑，是流體截面積與濕周長的比值，濕周長指流體與明渠斷面接觸的周長，不包括與空氣接觸的周長部分；
S指明渠的坡度。
謝才公式
其表述形式為 J是水力坡度，又稱比降。河流水面單位距離的落差，表明了實際液體沿流單位流程上的水頭損失。所以謝才公式表述的是斷面平均流速Q和水頭損失之間的關係。
C是謝才係數。它的表述形式是這一計算方法是根據曼寧公式計算出來的。
曼寧公式的局限性
曼寧公式作為經驗公式有其本身的局限性；二是曼寧公式的計算中，用平均水深代替水力半徑有其必須滿足的條件。
一、 曼寧公式的局限性 根據謝才公式可知，謝才係數C在重力加速度為定值的情況下，謝才公式實際上與沿程水頭損失計算的通用公式一致，C僅僅受沿程阻力係數的影響。其表達式為 根據沿程阻力係數的定義可知，沿程阻力係數是雷諾數和壁面相對粗糙度的函式，在尼古拉茲對不同區：光滑區，過渡粗糙區，粗糙區有不同的計算公式。
在曼寧公式中我們僅能看到渠道壁面對謝才係數的影響，忽略了雷諾數的影響。這是因為在提出經驗公式的過程中，大都在阻力平方區進行的試驗，根據尼古拉茲試驗結果可知，在阻力平方區即紊流粗糙管區沿程阻力係數與雷諾數無關，只與壁面的相對粗糙度有關。
在天然河道中，我們認為在滿足一定條件時，可以當做明渠均勻流來進行流量計算。在一次洪水過程中，隨著水流的流速和過水斷面水力半徑的增大，雷諾數及相對粗糙度都會發生變化。若雷諾數的變化幅度小於相對粗糙度的變化幅度（雷諾數在“尼古拉茲實驗”的分區圖上增大的幅度小於相對粗糙度在圖中的減小的幅度，會使得沿程阻力係數的連續曲線的一部分跨過阻力平方區進入紊流過渡區），使得沿程阻力係數落在粗糙管區之外，進而造成用曼寧公式計算謝才係數的誤差增大。故明渠非恆定流中，在一個較短的時間段內，近似的認為其符合明渠穩定流條件套用曼寧--謝才公式計算流量，還應注意其沿程阻力係數是否在阻力平方區。 另必須要指出的是，在水利水電工程項目的實際計算中，曼寧公式中的值的選取必須慎重，較小的誤差會造成較大的影響。
