宽顶堰流流量计算举例.ppt

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1、水力分析与计算宽顶堰流水力分析与计算举例主讲人：王勤香黄河水利职业技术学院2014.10薄壁堰流：在重力作用下，形成水舌泄流。堰流分类实用堰流：主要在重力作用下泄流，水面形成单一降落曲线。宽顶堰流：在重力作用和堰顶托作用下泄流，水面不再是单一降落曲线。实用堰流薄壁堰流宽顶堰流δH宽顶堰流水力分析与计算1.水流现象分析2.过流能力计算任务：案例：有一带底坎圆角进口的宽顶堰上有三孔进水闸，如图所示。已知当闸门全开时，上游水深3.1m,下游水深2.63m,上游堰高0.6m，下游堰高0.5m，闸孔宽2m，边墩及中墩头部

2、均为半圆形，墩厚1.2m，渠道宽B0=9.6m。试求过堰流量。宽顶堰流水力分析与计算案例分析：1.水流现象分析：闸孔出流堰流2.流量公式确定式中B—堰顶过水净宽；H0—包括流速水头在内的堰前总水头，；m—堰的流量系数；σs—考虑下游水位对泄流影响的系数，称淹没系数，σs≤1；ε—侧收缩系数，ε≤1。堰流相对开启高度e/HHe宽顶堰流水力分析与计算案例分析：1.水流现象分析闸门全开，水面无约束为堰流，且为宽顶堰流。2.流量公式确定3.流量系数m确定4.侧收缩系数ε确定5.淹没系数σs确定6.流量计算宽顶堰流水力分

3、析与计算案例分析：1.水流现象分析闸门全开，水面无约束为堰流，且为宽顶堰流。2.流量公式确定3.流量系数m确定根据宽顶堰的进口形式，由经验公式或查表确定宽顶堰流水力分析与计算流量系数m确定：对进口为直角的宽顶堰[图（a）]对进口为圆角的宽顶堰[图（b）]宽顶堰流水力分析与计算案例分析：1.水流现象分析闸门全开，水面无约束为堰流。2.流量公式确定3.流量系数m确定4.侧收缩系数ε确定单孔时按经验公式计算，多孔时根据单孔的经验公式分别计算边孔、中孔收缩系数，然后加权平均计算侧收缩系数。宽顶堰流水力分析与计算侧收缩系

4、数ε确定：B0—上游引水渠宽度；α0—反映墩头形状对侧收缩影响的系数；墩头为矩形α0=0.19；墩头为圆弧形，α0=0.1。ε’、ε”分别为中孔、边孔侧收缩系数，利用单孔侧收缩系数公式分别求出后再加权平均求ε值。在计算中孔侧收缩系数时，B0=b+d，d为闸墩厚度；计算边孔侧收缩系数时,B0=b+△，△为边墩边缘与堰上游同侧水边线间的距离。宽顶堰流水力分析与计算案例分析：1.水流现象分析闸门全开，水面无约束为堰流。2.流量公式确定3.流量系数m确定4.侧收缩系数ε确定5.淹没系数σs确定(1)淹没条件(2)淹没系

5、数确定淹没系数与hs/H0有关，查表求得。宽顶堰流水力分析与计算淹没系数σs确定：(1)淹没条件(2)淹没系数σs确定淹没系数与hs/H0有关，查表求得。0.800.810.820.83σs1.000.9950.9900.980.840.850.860.87σs0.970.960.950.93宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：1.水流现象分析闸门全开，水面无约束为宽顶堰流。2.流量公式确定B=nbH=H1-P1有一带底坎圆角进口的宽顶堰上有三孔进水闸，如图所示。已知当闸门全开时，上游水深3.1m,下游水深2.63

6、m,上游堰高0.6m，下游堰高0.5m，闸孔宽2m，边墩及中墩头部均为半圆形，墩厚1.2m，渠道宽B0=9.6m。试求过堰流量。行近流速v0未知，三个系数要确定宽顶堰流水力分析与计算3.流量系数m确定H=H1-P1=2.5m宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：1.水流现象分析2.流量公式确定3.流量系数m确定m=0.3784.侧收缩系数ε确定分别计算边孔、中孔收缩系数，然后加权平均计算侧收缩系数。宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：1.水流现象分析：堰流2.流量公式3.流量系数m确定m=0.5055.淹没系数σs确定、

7、流量计算4.侧收缩系数ε确定ε=0.967判别是否淹没：与hs/H0有关H=H1-P1=2.5m迭代试算判断是否淹没，确定淹没系数及流量。迭代试算思路：hs/H0=0.852直到前后两次计算流量相等（近）宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：为淹没出流查表得σs＝0.961.水流现象分析：堰流2.流量公式3.流量系数m确定m=0.5055.淹没系数确定、流量计算4.侧收缩系数ε确定ε=0.981hs/H0=0.852——近似计算流量——迭代一次计算流量——迭代二次计算流量Q=39.66m3/s小结、布置任务小结：1.

8、由水流现象分析确定计算公式2.根据流量公式，借助表、经验公式能确定流量系数m、侧收缩系数ε和淹没系数σs。3.迭代试算思路：先近似H0≈H，计算hs/H0，查表确定σs，求流量，然后再计算v0、hs/H0，再确定σs，再计算流量，直到前后两次计算流量相等（近）。小结、布置任务布置任务：如题图6-1所示，一灌溉进水闸为3孔，每孔净宽b=10m；闸墩头部为半圆形，闸墩厚度d=3m；边墩头部