水力學之堰流及閘孔出流圖文講義

水力學堰流及閘孔出出流前進主要內容堰流與閘孔出出流堰流與閘孔出出流的判別堰流的分類堰流的基本公公式薄壁堰流的水水力計算實用堰流的水水力計算寬頂堰流的水水力計算堰流水力計算算實例閘孔出流的基基本公式底坎為寬頂堰堰型的閘孔出出流底坎為曲線型型實用堰的閘閘孔出流結束閘孔出流水力力計算實例既能擋水，又又能過水的水水工建筑物，，稱為堰。堰流流閘孔出流堰流不受閘門門控制水面為為一條光滑的的曲線，而閘閘孔出流受閘閘門的控制水水面在閘門處處不連續(xù)。都是上游壅水水，水流在重重力作用下運運動，將勢能能轉化為動能能的過程；都是急變流，，能量損失主主要是局部水水頭損失。返回堰、閘水流的的判別HeHe堰流流閘孔出流返回堰流的分類堰的外形及厚度不同，其能量量損失及過水水能力也會不不同堰高P1堰高P2堰頂厚度δδ堰頂厚度δ堰頂厚度堰寬b堰頂水頭HHH按δ/H分類δ/H<0.67薄壁堰流0.67<δ/H<2.5實用堰流2.5<δ/H<10寬頂堰流曲線形折線形有坎無坎前進按下游水位是是否對過堰水水流有頂托阻阻水的影響自由堰流淹沒堰流按有無側向收收縮無側收收縮堰堰流b=B有側收收縮堰堰流b≠B返回堰流的的基本本公式式應用能能量方方程式式可推推得過堰流量堰寬堰頂全水頭HV0流量系數側收縮系數淹沒系數水力計計算類類型計算過過堰流流量Q計算堰堰上水水頭H設計堰堰寬b返回薄壁堰堰流的的水力力計算算薄壁堰堰流具具有穩(wěn)穩(wěn)定的的水頭頭和流流量的的關系系，常常作為為水力力模型型或野野外測測量中中一種種有效效的量量水工工具。。當矩形形薄壁壁堰無無側收收縮，，自由由出流流時，，水流流最為為穩(wěn)定定，測測量精精度也也較高高；堰上水水頭不不宜過過?。ǎ☉蟠笥?.5m）；水舌下下面的的空間間通氣氣良好好；H三角形薄壁堰適用于小流量的量測；直角三角形薄壁堰的計算公式可簡化為返回實用堰堰流的的水力力計算算剖面形形狀設設計克里格格——奧菲采采洛夫夫剖面面WES剖面渥奇剖剖面Hd前進淹沒條件：實用堰堰系數數確定定WES堰md=0.502；克克—奧堰md=0.49；Hhsht返回寬頂堰堰流的的水力力計算算流量系系數淹沒條條件hs側收縮縮系數數返回例題1：如圖圖所示示直角角進口口堰，，堰頂頂厚度度δ=5m，堰寬寬與上上游矩矩形渠渠道寬寬度相相同，，b=1.28m，求過過堰流流量。。P1=0.5mH=0.85mht=1.12m解：（1）判別別堰型型所以該該堰為為寬頂頂堰（2）確定定系數數（3）第一一次近近似計計算流流量設H01=H=0.85m前進（4）第二二次近近似計計算流流量（5）第三三次近近似計計算流流量符合要要求（6）驗證證出流流形式式仍為自自由出出流，，故所所求流流量為為1.68m3/s。前進例題2：如圖圖所示示直角角進口口堰，，堰頂頂厚度度δ=5m，堰寬寬與上上游矩矩形渠渠道寬寬度相相同，，b=1.28m，求過過堰流流量。。P1=0.5mH=0.85mht=1.3m解：（1）判別別堰型型所以該該堰為為寬頂頂堰（2）確定定系數數（3）第一一次近近似計計算流流量設H01=H=0.85m，查表8.2得σs1=0.70前進（4）第二二次近近似計計算流流量查表8.2得σs2=0.78（5）第三三次近近似計計算流流量查表8.2得σs3=0.82前進（6）第四四次近近似計計算流流量查表8.2得σs4=0.82符合要要求，，故所所求流流量為為1.33m3/s。返回閘孔出出流的的基本本公式式過閘流量閘寬閘孔全水頭流量系數淹沒系數Heht取決于于閘底底坎的的形式式、閘閘門的的類型型和閘閘孔的的相對對開度度e/H值。閘門開啟高度返回底坎為為寬頂頂堰型型的閘閘孔出出流自由出出流——水躍在在臨界界式或或遠離離式位位置處處淹沒出出流——水躍在在淹沒沒式位位置處處i1=0KKhtcc流量系系數平板閘門弧形閘門淹沒系系數查圖8.34前進例題：：矩形形渠道道中修修建一一水閘閘，采采用平平板閘閘門，，閘底底板與與渠底底齊平平，閘閘孔寬寬等于于3m，已知知行近近流速速v0=0.8m/s，閘前前水深深H=5m，閘門門開啟啟高度度e=1.0m，下游游水深深ht=3.5m，求過過閘流流量。。解：（（1）判別別是堰堰閘出出流故為閘閘孔出出流（2）確定定流量量系數數（3）設下下游為為自由由出流流，計計算過過閘流流量htHhc前進（4）判別別出流流是否否淹沒沒由查表8.7得則收縮斷面水深hc的共軛軛水深深因ht=3.5m，故，閘孔為淹沒出流由潛流比，查圖8.34得所以通通過閘閘孔的的流量量為返回底坎為為曲線線型實實用堰堰的閘閘孔出出流He流量系系數平板閘閘門弧形閘閘門查查表8.9前進例1：某水水庫溢溢流壩壩，采采用曲曲線型型堰，，堰頂頂厚度度為5m，共5孔，每每孔凈凈寬為為7m，壩頂頂設弧弧形閘閘門。。試求求壩頂頂水頭頭H為5m，各孔孔均勻勻開啟啟，開開度為為1m時，通通過閘閘孔的的流量量（不不計行行近流流速水水頭，，下游游為自自由出出流））。解：（1）判別別堰型型所以該該堰為為實用用堰（2）判別別堰閘閘出流流所以為為閘孔孔出流流（3）確定定系數數由表8.9查得閘閘孔流流量系系數（4）計算算過閘閘孔流流量所以該該工況況下，，通過過閘孔孔的流流量為為231m3/s。水庫調調度圖圖水庫放放水時時間計計算前進水庫調調度圖圖H（m）Q（m3/s）e=1me=2me=0.5me=1.5m前進水庫放放水時時間的的計算算水