第八章 堰流及闸孔出流1211.ppt

* (a) (b) (c) 堰顶曲线BC对水流特性的影响最大，是设计曲线实用堰剖面形状的关键。国内外设计堰剖面形状有许多方法，主要区别在于曲线段BC如何确定。 实际采用的剖面形状都是按薄壁堰水舌下缘曲线稍加修改而成。 * 薄壁堰自由出流时，水舌下缘曲线的特性 如图所示矩形薄壁堰自由出流，设堰顶B点处水流质点流速u与水平方向相交成θ角，则x、y方向大流速分量等于 ，则在水舌下缘最高点时有 。经时刻t后，液体质点的坐标值为： 消去t后，两端用Hd整理后得 式中：系数 ；指数 n =2。 * 我国采用的剖面有： 1．克里格－奥菲采洛夫（过去常用） 2．渥奇 3．美国水道试验站WES型（现在常用） WES剖面如图 * 二、曲线型实用堰的流量系数 实验研究表 明，曲线型适用 堰的流量系数主 要决定于上游堰 高与设计水头之 比P1/Hd、堰顶全 水头与设计水头 之比H0/Hd 以及上 游面的坡度。 * 三、侧收缩系数 侧收缩系数就是用来考虑边墩及闸墩对过水能力的影响。可由下面经验公式计算： 式中： n为堰孔数； H0为堰顶全水头； Ka为边墩形状系数； KP为闸墩形态系数。 * 四、曲线型实用堰的淹没 试验研究表明: (1) 当下游水位高 过堰顶至某一范 围时堰下游形成 淹没水跃，过堰 水流受到下游水位的顶托，降低了过水能力 即为淹没 出流；(2) 当下游护坦高程较高，过堰水流受下游护坦的影响，也会产生类似淹没的效果而使流量系数降低。 实际计算中用淹没系数 来综合反映下游水位及护坦高程对过水能力的影响。 决定于 hs/H0和 P2/H0。 * 淹没系数 可查下图： 当 hs/H0≤ 0.15和 P2/H0≥ 2时出流不受下游水位及护坦高程的影响称为自由出流。 * 8-4 宽顶堰流的水力计算 当堰顶水平且厚度 ，在进口处形成水面跌落，堰顶范围内产生一段近似平行堰顶的渐变流动即为宽顶堰流。 流量计算公式为： (a) (b) (c) * 一、流量系数 对堰顶入口为直角的宽顶堰 对堰顶进口为圆角的宽顶堰 * 二、侧收缩系数 （8-15） 式中： a0 为考虑墩尖及堰顶入口形状的系数。当闸墩（或边墩）头部为矩形，堰顶为直角入口边缘时a0＝0.19；当闸墩（或边墩）头部为圆弧形，堰顶入口边缘为直角或圆弧形时a0=0.10； b为溢流孔净宽； B为上游引渠宽。 * 上式的应用条件为： ； 。 当 时，应采用 ； 当