平板閘門閘孔出流流量計算舉例

水力力分分析析與與計計算算主講講人人：：王王俊俊黃河河水水利利職職業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)學(xué)學(xué)院院2014.09平板板閘閘門門閘孔孔出出流流水水力力分分析析與與計計算算例題題【例題題】試求求：閘室室的的泄流流量量Q閘門門開開啟啟度度e=0.5m；上游游水水深深h=3.1m；下游游水水深深ht=1.2m；上游游坎坎高高P1=0.6m；下游游坎坎高高P2=0.5m；閘孔孔凈凈寬寬b=2m；上游游引引水水渠渠為為矩矩形形過過水水?dāng)鄶嗝婷妫?，渠道道寬寬B0=9.6m；邊墩墩及及閘閘墩墩頭頭部部均均為為半半圓圓形形，，墩厚厚d=1.2m；流速速系系數(shù)數(shù)φ=0.90。已知知:如圖圖，，寬頂頂堰堰上上建有有三孔孔進(jìn)進(jìn)水水閘閘，由由平平板板閘閘門門控控制制水水流流。。e解答答本本題題需需要要掌掌握握以以下下基基本本概念念、公式式和方法法解題題分分析析：：1.閘室室（堰堰頂頂））出流流形形式式的判判定定（（閘孔孔出出流流？堰流流？））判定定參參數(shù)數(shù)為為e/H（即閘閘門門的的相對對開開啟啟度度），，與閘底底坎坎形式式有有關(guān)關(guān)。。2.閘孔孔下游游出出流流形式式判判斷斷圖a：hc”>ht，水躍躍發(fā)發(fā)生生在在收收縮縮斷斷面面下下游游，，為為遠(yuǎn)驅(qū)驅(qū)式水躍躍；圖b：hc”=ht，水躍躍發(fā)發(fā)生生在在收收縮縮斷斷面面處處，，為為臨界界式水躍躍；圖c：hc”<ht，水躍躍發(fā)發(fā)生生在在收收縮縮斷斷面面上上游游，，為為淹沒沒式水躍躍。（下游游水水位位影響響過過閘閘流流量量）自由由出流流?淹沒沒出流流？遠(yuǎn)驅(qū)驅(qū)式水躍躍和臨界界式水躍躍對應(yīng)應(yīng)的的下下游游水水位位較低低，，都都不影影響響閘閘孔孔的的過過流流能能力力，稱稱為閘閘孔孔自由由出流流；；淹沒沒式式水水躍躍對應(yīng)應(yīng)的的下下游游水水位位較高高，，對對閘閘孔孔出出流流形形成成壅堵堵，導(dǎo)導(dǎo)致致閘孔孔水流流過流流能能力力減減小小，稱為閘閘孔孔淹沒沒出流流。。判定定平頂頂堰堰閘閘孔孔自由由出出流流？淹沒沒出出流流？可按按以以下下步驟驟計算算判別別：若hc”≥ht，為為自由由出流流；；hc”＜ht，為為淹沒沒出流流。3.閘孔孔出出流流的的流流量量公公式式適用用于于平板板閘閘門門控控制制水水流流的閘閘孔孔出出流流Q與閘閘前前作作用用水水頭頭H0的平平方方根根成成正正比比，，H0是影影響響過過閘閘流流量量主主要要因因素素。。μ0影響響因因素素有有垂垂向向收收縮縮系系數(shù)數(shù)ε’、流流速速系系數(shù)數(shù)φ及閘閘門門相相對對開開啟啟高高度度e/H。σs反映映下下游游的的水水位位對對Q的影影響響。自自由由出出流流σs=1.0，淹淹沒沒出出流流σs＜1.0?！暇┧茖W(xué)研研究所經(jīng)驗公式式當(dāng)閘門開開啟孔數(shù)數(shù)、高度度及閘孔孔尺寸一一定時，影響過過閘流量量Q的因素是是閘前作用用水頭H0、流量系系數(shù)μ0、閘孔出出流是否淹沒沒σs。1.判別閘室的的出流情況況。堰流？閘孔出流流？解：又因閘前水深h較大、閘閘門開啟啟度e小，渠道道寬B0=9.6m，大于3閘孔凈寬寬之和，故閘前行近近流速水水頭v02/2g可忽略不計。結(jié)合題意意，按照照寬頂堰上、平板閘門門控制的閘孔出流流的情況，，進(jìn)行本題泄流流量Q的計算。。故為閘孔出流流故H0≈H=3.1－0.6=2.5m2.求解收縮縮斷面水水深hc。（判斷閘孔是自由出流流？還是淹沒出流？）從課本或或水力計計算手冊冊查得下下表為自由出出流，得到垂向收縮縮系數(shù)ε’=0.62，則由e/H=0.2，得hc”>ht=1.2m，3.計算泄流流量總結(jié)上述述分析與計計算，本題以以寬頂堰為底坎、、平板閘門門控制的閘孔自由出流。其中：主持單位位:廣東水利利電力