水面曲線實(shí)驗(yàn)

1、水面曲線實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?觀察棱柱體渠道中非均勻漸變流的十二種水面曲線。2掌握十二種水面曲線的生成條件。二實(shí)驗(yàn)裝置 圖12.1水面曲線實(shí)驗(yàn)裝置圖1自循環(huán)供水器2實(shí)驗(yàn)臺(tái) 3可控硅無(wú)級(jí)調(diào)速器4溢流板 5穩(wěn)水孔板 6變坡水槽7閘板8底坡水準(zhǔn)泡 9變坡軸承 10長(zhǎng)度標(biāo)尺 11閘板鎖緊輪 12垂向滑尺 13帶標(biāo)尺的升降桿 14升降機(jī)構(gòu) 為改變明槽底坡，以演示十二種水面曲線，事實(shí)驗(yàn)裝置配有新型高比速直齒電機(jī)驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)14按下14的升降開(kāi)關(guān)明槽6即繞軸承9轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變水槽的底坡，坡度值由升降桿13的標(biāo)尺值和軸承9與升降機(jī)上支點(diǎn)水平間距()算得，平坡可依底坡水準(zhǔn)泡8判定實(shí)驗(yàn)流量由可控硅無(wú)緞?wù){(diào)遣囂l調(diào)

2、控，并用重量法(或體積法)測(cè)定，槽身設(shè)有兩道閘板用于調(diào)控上下游水位。以形成不同水面線型。閘板鎖緊輪ll用以?shī)A緊閘板。使其定位，水深由滑尺12量測(cè)。 三、實(shí)驗(yàn)原理如圖12.2所示十二種水面線分別產(chǎn)生于五種不同底坡。因而實(shí)驗(yàn)時(shí)，必需先確定底坡性質(zhì)，其中需測(cè)定的，也是最關(guān)鍵的是平坡和臨界坡。平坡可依據(jù)水準(zhǔn)泡或升降標(biāo)尺值判定。臨界底坡應(yīng)滿足下列關(guān)系：圖 12.2 式中，分別為明槽臨界流時(shí)的濕周、謝才系數(shù)、槽寬、水深和水力半徑；n為為糙率。(以上公式單位均取米.秒)。臨界底坡確定后，保持流量不變，改變渠槽底坡，就可形成陡坡（），緩坡，平坡和逆坡（），分別在不同坡度下調(diào)節(jié)閘板開(kāi)度，則可得到不同型式的水面曲

3、線。四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟 1、測(cè)記設(shè)備有關(guān)常數(shù)。2、開(kāi)啟水泵，調(diào)節(jié)調(diào)速開(kāi)關(guān)使供水量最大，待穩(wěn)定后測(cè)量過(guò)槽流量，重測(cè)兩次取其均值。3、計(jì)算臨界底坡值。4、操縱升降機(jī)構(gòu)，至所需的高程讀數(shù)，使槽底坡度觀察槽中臨界流(均勻流)時(shí)的水面曲線。然后插入閘板2，觀察閘前和閘后出現(xiàn)的型水面曲線，并將曲線繪于記錄紙上。5操縱升降機(jī)構(gòu)使槽底坡度出現(xiàn)（使底坡盡量陡些），插入閘板2，調(diào)節(jié)開(kāi)度，使渠道上同時(shí)呈現(xiàn)水面曲線，并繪于記錄紙上。 6操縱升降機(jī)構(gòu)，使槽中分別出現(xiàn)(使底坡盡量接近于0)、，插入閘板l，調(diào)節(jié)開(kāi)度，使槽中分別出現(xiàn)相應(yīng)的水面曲線，并繪在記錄紙上。(緩坡時(shí)，閘板1開(kāi)啟適度，能同時(shí)呈現(xiàn)型水面線)。7實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉水泵。注：在以上實(shí)驗(yàn)時(shí)為了在一個(gè)底坡上同時(shí)呈現(xiàn)三種水面曲線，要求緩坡宜緩些，陡坡宜陡些。五、實(shí)驗(yàn)成果及要求 1記錄有關(guān)常數(shù)： (兩支點(diǎn)間距) 2、記錄及計(jì)算流量:體積時(shí)間流量計(jì)算臨界底坡（以米，秒為單位） 3定性繪制水面線并注明線型。六、實(shí)驗(yàn)分析與討論 1判別臨界流除了采用方法外，還有其他什么方法?2分析計(jì)算水面線時(shí)，急流和緩流的控制斷面應(yīng)如何選擇?為什么?3在進(jìn)行緩坡或陡坡實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么在接近臨界底坡情況下，不容易同時(shí)