堰流闸孔出流及泄水建筑物下游的衔接与消能-水力学与桥涵水文第二版-教学课件.pptx
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- 关 键 词:
- 堰流闸孔出流 泄水 建筑物 下游 衔接 水力学 桥涵 水文 第二 教学 课件
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1、叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文17-1 堰的类型及流量公式 o 有关概念定义n 堰明渠水流中的局部障壁。可有两种情况o 如图7-1a、b、c、d渠底有槛,纵向压缩了过水断面。o 如图7-1e、f(桥涵)、渠底无槛,横向压缩了过水断面n 堰流无压缓流过堰时的水力现象。hw=hjn 缓流与急流过堰的水力特征o 缓流过堰水位沿程急剧下降(水跌),堰造成上游水位雍高图7-1ao 急流过堰水位急剧跃高(水跃),堰对上游水位无影响图7-2a , 7-2b叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文27-1 堰的类型及流量公式(图7-1)叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文37-1 堰的类型及流量公式 (图7
2、-2)叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文47-1 堰的类型及流量公式 o 堰的类型(按堰壁厚度对泄流能力影响划分)n 薄壁堰 ,如图7-1a,堰壁厚度对水舌无影响,水流以自由下落抛物线下泄,常用作量水工具n 实用堰 ,如图7-1b、c,壁厚对舌开始有影响,水流仍以自由抛物射体下泄,泄流能力大,常用作泄水建筑物,如溢流坝0.67H0.672.5H叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文57-1 堰的类型及流量公式 n 宽顶堰 ,壁厚对水舌有影响。其水力特征:o 过堰水流在进出口处水位有两次跌落,如图7-3d、fo 进口附近出现的收缩断面水深hchK (急流)或hchK , 1。o 常取堰顶水深hc
3、hK o 当下游水深htP2 (槛高), hchK ,过水能力Q取决于堰顶水头H(见图7-3)n 时,属明渠水流特性,2.5H1010Hwfjhhh叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文67-1 堰的类型及流量公式 (图7-3)叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文77-1 堰的类型及流量公式 o 堰的泄流类型n自由出流htP2 ,Q 取决于堰顶水头 H(如图7-3a)n淹没出流(如图7-3b)o 淹没条件o htP2o 堰下游发生淹没水跃n水力特性泄流能力下降n堰流流量公式建立方法如图7-1a所示,取断面1-1,2-2 能量方程220 011122jvppvzzhgg叶镇国 彭文波 编著水力学与
4、桥涵水文87-1 堰的类型及流量公式 o 堰流流量公式建立方法n其中n得n或nm、m0流量系数,泄流能力折减系数,由实验确定或按经验公式计算211110020 00,21,2jppvzH hzKHAbHgvHHg0332200(1)2(122vKgHQAvKbgHmbgH(7-1)(7-2)(7-3)3202Qm bgH叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文97-1 堰的类型及流量公式 n有侧收缩及淹没出流量公式n公式(7-5)小桥涵水力计算基本理论o 堰的流量系数、侧收缩系数及淹没系数n三系数(m、)定义反映局部障碍对堰流量的折减系数3202Qm bgH(7-5)(7-6)1,1cbb 320
5、2QmbgH叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文107-2 堰的流量系数、侧收缩系数及淹没系数 n确定方法实验测定或经验公式,见(7-7),(7-11),(7-13)表7-2n经验值o 薄壁堰:m0.4050.42(量水仪)o 实用堰:m0.350.42(水利工程溢流坝)o 宽顶堰:m0.32(量水仪)n堰流水力计算问题o 1、求 Q;2、求 b;3、求 H叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文117-2 堰的流量系数、侧收缩系数及淹没系数 o 宽顶堰流量系数n增大流量系数方法使进口平顺。n研究增大流量系数的意义提高泄流能力,降低工程造价n流量系数最大值分析23023322001212cQhKH
6、gbQKbgHKKbgH又00cphzKHHK ,叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文127-2 堰的流量系数、侧收缩系数及淹没系数 解、式得当为理想液体及过堰无水头损失时32323332322212212(12)Km 1max2002 30.38490.385322,0.667330.3442cmKhHHm(7-12)(平均值)(平均值)叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文137-2 堰的流量系数、侧收缩系数及淹没系数 n宽顶堰侧收缩系数o 定义式o 经验公式 n宽顶堰淹没系数o 确定方法实测测定o 淹没标准hy/H00.8,淹没出流。 hy/H0 0.8,自由出流。 o 实验成果 (表7-
7、2)1cbb0yhH413110.2abbBBPH (7-13)叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文147-3 宽顶堰水力计算 (小桥涵水力计算基本理论)o 宽顶堰流量计算公式n已知 H 求 Q 或已知 Q 求 H ,需试算o 计算步骤n判明出流状态类型,确定n按经验公式计算m、n按已知条件求解问题322020022()QQmbgHgAAf H(7-14)叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文157-3 宽顶堰水力计算 (小桥涵水力计算基本理论)o 计算程序n已知H、P1、P2、B、b、ht,渠道断面形状,求Q,计算程序如图7-6n已知Q 、H、P1、P2、B、ht,渠道断面形状,求泄流宽度b,
8、计算程序如图7-7o 因b未知, 则未知, 亦需试算,程序如下框图图图7-6图图7-7叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文167-3 宽顶堰水力计算 (小桥涵水力计算基本理论)o 计算程序n已知Q 、P1、P2、B、b、ht,渠道断面形状,求H 。试算,如图7-8o 例7-1 已知 H=0.85m,P1=P2=0.5m,b=1.28m,ht=1.12m,无侧收缩,求Q解:第一次计算 取00.85mHH图图7-8叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文177-3 宽顶堰水力计算 (小桥涵水力计算基本理论)o 又=1o 第二次计算o 取o 有按公式(按公式(7-10)得)得 m=0.344610.50
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