第八章堰流和闸孔出流PPT课件.ppt

堰流的计算用表 小桥桥孔、涵洞、节制闸过水均可看作宽顶堰溢流。 宽顶堰 上游面为垂直的WES堰，当P1.33H 、H=Hd（式中Hd为WES堰的设计水头）时， m=md =0.502 。 当HHd时， mmd ；当时HHd ， mmd 。 实用堰 西波利地梯形堰自由出流时的计算同无侧收缩的矩形堰自由出流时的计算。 梯形堰 该堰通常用于实验室作小流量（Q100 l/s）量测设备。 三角堰 行进流速和侧收缩的影响一般包含在流量系数m0中，水头为堰前水头H。 1.计算问题 已知该式中的五个变量，求另外一个变量(Q,H,b或m)。 2. 计算步骤 1）判别堰流的类别，确定所使用的堰流方程； 2）判别淹没出流及自由出流，由经验公式或查图表确定淹没系数大小； 3）判别有无侧收缩，由经验公式或查图表确定侧收缩系数； 4） 确定其它已知量，然后由堰流公式求解。 矩形堰 薄 ? 壁 ? 堰 应注意的问题 计算问题及计算步骤 判别标准 堰流分类 1、在所有堰流中，哪种堰流的流量系数最大，哪种堰流的流 量系数最小？ 实用堰流量系数最大，宽顶堰流量系数最小。 2、堰壁的厚度对堰流有何影响？ 堰壁的厚度与堰上水头比值的大小决定了水流过流能力的大小，并派生出不同堰型。 3、薄壁堰、实用堰、宽顶堰的淹没出流判别条件有什么区别？ 三者淹没出流的必要条件相同：堰下游水位高出堰顶标高；但充分条件不同，薄壁堰、实用堰是：下游发生淹没式水跃衔接。宽顶堰是：下游水位影响到堰上水流由急流变为缓流即hs0.8H。 4、堰流流量公式中的流量系数m和m0有什么区别？ m没有计及行近流速 m0考虑了行近流速的影响 第五节 闸孔出流的水力计算 闸门形式：平板闸门、弧形闸门。 一、闸孔出流的水力特征 ● 水平底板上的闸孔出流特征 1、收缩断面； 2、垂直收缩系数； 3、闸孔自由出流； 4、闸孔淹没出流。 ● 曲线型实用堰上的闸孔出流特征 以闸底板平面为基准面，列1-1、C-C断面的能量方程： 为了便于应用，上市可简化为： 二、闸孔出流的基本计算公式 → → 闸孔出流基本公式： a、平板闸门： 闸孔出流的侧收缩一般忽略不计。 三、闸孔出流的流量系数 μ 流量系数的影响因素：a、闸底坎形式；b、闸门形式； c、闸孔相对开度等。 1、宽顶堰上闸孔出流的流量系数： b、弧形闸门： 适用范围： 2、曲线型实用堰上闸孔出流的流量系数： a、平板闸门： b、弧形闸门： 适用范围： μ 值也可查表 8-14。 四、闸孔出流的淹没系数 σs 1、曲线型实用堰上闸孔淹没出流的情况很少见。 2、宽顶堰上闸孔出流淹没系数 σs 的确定： σs与潜流比 有关，见图8-27。 例8-5、例8-6。 第六节 小桥孔径计算 小桥孔计算的主要问题：已知桥孔通过的设计流量Q，桥孔下面的断 面形式尺寸，设计桥孔孔径B和桥孔长度l，验算桥前的壅水水位。 小桥孔径的水力计算 1、小桥孔径桥下出流的判别 1）确定下游河槽天然水深ht 天然水深即为对应于设计流量 Q 的均匀流的 正常水深 h0 。 矩形桥孔断面： 宽梯形桥孔断面： 2）确定桥孔下临界水深 hk 桥孔下的临界流速 vk 不大于允许（冲刷）流速v’，取v k= v’ ，则平均临界水深 ： * * * 第八章 堰流、闸孔出流和桥、涵过流的水力计算 概述 堰：在明渠缓流中设置障壁，它既能壅高渠中的水位，又能自然溢流， 这障壁就称为堰。 堰流（Weir Flow）：缓流越过阻水的堰墙溢出流动的局部水流现象流动称为堰流。 研究堰流的主要目的： 探讨流经堰的流量Q及与堰流有关的特征量之间的关系。 堰流的基本特征量: 1、堰顶水头 H； 2、堰宽 b； 3、上游堰高P1、下游堰高P2； 4、堰顶厚度 ?； 5、上、下水位差 Z； 6、堰前行近流速v0。 H P1 ? v0 Z h P2 水舌 L=(3~5)H 第一节 堰流的分类及水力计算基本公式 1、根据堰壁厚度 ? 与水头 H 的关系： 堰 薄壁堰（Thin-wall Weir） （ ?/H0.67）无沿程水头损失hf。 实用堰（Ogee Weir） （ 0.67?/H2.5 ） 一次跌落，可忽略hf。 宽顶堰（Broad-crest Weir ）（ 2.5?/H10 ） 二次跌落，可忽略hf。 矩形堰 三角形堰 梯形堰 折线型实用堰 曲线型实用堰 复合型实用堰