水力学课件-堰及闸孔出流.ppt

* 前进 主要内容 堰流与闸孔出流 堰流与闸孔出流的判别 堰流的分类 堰流的基本公式 薄壁堰流的水力计算 实用堰流的水力计算 宽顶堰流的水力计算 堰流水力计算实例 闸孔出流的基本公式 底坎为宽顶堰型的闸孔出流 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流 结束 闸孔出流水力计算实例 既能挡水，又能过水的水工建筑物，称为堰。 堰 流 闸孔出流 堰流不受闸门控制水面为一条光滑的曲线，而闸孔出流受闸门的控制水面在闸门处不连续。 都是上游壅水，水流在重力作用下运动，将势能转化为动能的过程； 都是急变流，能量损失主要是局部水头损失。 返回 堰、闸水流的判别 H e H e 堰 流 闸孔出流 返回 堰流的分类 堰的外形及厚度不同，其能量损失及过水能力也会不同 堰高P1 堰高P2 堰顶厚度δ δ 堰顶厚度 δ 堰顶厚度 堰宽b 堰顶水头H H H 按δ/H分类 δ/H0.67 薄壁堰流 0.67δ/H2.5 实用堰流 2.5δ/H10 宽顶堰流 曲线形 折线形 有坎 无坎 前进 按下游水位是否对过堰水流有顶托阻水的影响 自由堰流 淹没堰流 按有无侧向收缩 无侧收缩堰流 b=B 有侧收缩堰流b≠B 返回 堰流的基本公式 应用能量方程式可推得 过堰流量 堰宽 堰顶全水头 H V0 流量系数 侧收缩系数 淹没系数 水力计算类型 计算过堰流量Q 计算堰上水头H 设计堰宽b 返回 薄壁堰流的水力计算 薄壁堰流具有稳定的水头和流量的关系，常作为水力模型或野外测量中一种有效的量水工具。 当矩形薄壁堰无侧收缩，自由出流时，水流最为稳定，测量精度也较高； 堰上水头不宜过小（应大于2.5m）； 水舌下面的空间通气良好； H 三角形薄壁堰适用于小流量的量测； 直角三角形薄壁堰的计算公式可简化为 返回 实用堰流的水力计算 剖面形状设计 克里格——奥菲采洛夫剖面 WES剖面 渥奇剖面 Hd 前进 淹没条件： 实用堰系数确定 WES堰 md=0.502； 克—奥堰 md=0.49； H hs ht 返回 宽顶堰流的水力计算 流量系数 淹没条件 hs 侧收缩系数 返回 例题1：如图所示直角进口堰，堰顶厚度δ=5m，堰宽与上游矩形渠道宽度相同，b=1.28m，求过堰流量。 P1=0.5m H=0.85m ht=1.12m 解：（1）判别堰型 所以该堰为宽顶堰 （2）确定系数 （3）第一次近似计算流量 设H01=H=0.85m 前进 （4）第二次近似计算流量 （5）第三次近似计算流量 符合要求 （6）验证出流形式 仍为自由出流，故所求流量为1.68m3/s。 前进 例题2：如图所示直角进口堰，堰顶厚度δ=5m，堰宽与上游矩形渠道宽度相同，b=1.28m，求过堰流量。 P1=0.5m H=0.85m ht=1.3m 解：（1）判别堰型 所以该堰为宽顶堰 （2）确定系数 （3）第一次近似计算流量 设H01=H=0.85m， 查表8.2得σs1=0.70 前进 （4）第二次近似计算流量 查表8.2得σs2=0.78 （5）第三次近似计算流量 查表8.2得σs3=0.82 前进 （6）第四次近似计算流量 查表8.2得σs4=0.82 符合要求，故所求流量为1.33m3/s。 返回 闸孔出流的基本公式 过闸流量 闸宽 闸孔全水头 流量系数 淹没系数 H e ht 取决于闸底坎的形式、闸门的类型和闸孔的相对开度e/H值。 闸门开启高度 返回 *