弧形闸门闸孔出流流量计算举例.
项目七 闸孔出流水力分析与计算
H
v02 2g
hc
c vc2 2g
hw
式中 ：hw —水流从 0-0 断面到 c-c 断面的水头损失，由于 0-0 到 c-c 断面的距离很
短水流为急变流，因而只计局部水头损失，即 hw
vc2 2g
。
令： H 0
Hale Waihona Puke Hv02 2g，H0
称为包括流速水头在内的闸前总水头，将 hw
vc2 2g
及
闸孔出流水力计算的目的是：恒定闸孔出流时，研究分析过闸泄流量与闸门的开启 高度、闸孔尺寸、闸门类型、闸底坎型式、上下游水位及闸孔出流情况等的关系，并给 出相应的水力计算公式。下面分别进行讨论。 2.1 底坎为宽顶堰型的闸孔出流
图 7-2
如图 7-2 为闸孔恒定出流，闸底坎为无坎宽顶堰，闸门为平板闸门，e 为闸门开启高 度，H 为闸前水头。水流由闸门底缘流出时，由于受闸门的约束，流线发生急剧弯曲收 缩，出闸后由于惯性的作用流线继续收缩，大约在距闸门（0.5~1）e 处为水深最小的收 缩断面 c-c。收缩断面 c-c 处的水深 hc 一般小于临界水深 hk，水流为急流状态。而闸孔下 游渠槽中的水深 ht 一般大于临界水深 hk，水流呈缓流状态，因此闸后水流从急流到缓流 要发生水跃。水跃位置随下游水深 ht 变化而变化，下游水深增大水跃向上游移动，下游 水深减小水跃向下游移动，水跃发生的位置不同对闸孔出流泄流能力的影响不一样，从 而使闸孔出流可分为自由出流和淹没出流。设收缩断面水深 hc 所对应的共轭水深为 hc”， 当 hc”>ht 时水跃发生在收缩断面下游，称为远驱水跃（如图 7-2a），当 hc”=ht 时水跃发生 在收缩断面处，称为临界式水跃（如图 7-2b），这两种情况下水跃对应的下游水位都不影 响闸孔的过流能力称为闸孔的自由出流； 当 hc”<ht 时水跃发生在收缩断面上游，称为淹 没水跃（图 7-2c）。此时下游水位使闸孔的过流能力减小，称为闸孔淹没出流。
河岸溢洪道水力计算实例
河岸溢洪道水力计算实例一﹑ 资料及任务某水库的带胸墙的宽顶堰式河岸溢洪道，用弧形闸门控制泄流量，如图15.7所示。
溢洪道共三孔，每孔净宽10米。
闸墩墩头为尖圆形，墩厚2米。
翼墙为八字形，闸底板高程为33.00米。
胸墙底部为圆弧形，圆弧半径为0.53米，墙底高程为38.00米。
闸门圆弧半径为7.5米，门轴高程为38.00米。
闸后接第一斜坡段，底坡1i =0.01，长度为100米。
第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i 2=1:6，水平长度为60米。
第二斜坡段末端设连续式挑流坎，挑射角=α25°。
上述两斜坡段的断面均为具有铅直边墙，底宽B 1=34米的矩形断面，其余尺寸见图15.7。
溢洪道用混凝土浇筑，糙率n=0.014。
溢洪道地基为岩石，在闸底板前端设帷幕灌浆以防渗。
水库设计洪水位42.07米，校核洪水位为42.40米，溢洪道下游水位与流量关系曲线见图15.8。
当溢洪道闸门全开，要求： 1. 1.绘制库水位与溢洪道流量关系曲线； 2. 2.绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线； 3. 3.计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。
图7图8二﹑ 绘制库水位与溢洪道流量关系曲线 （一）确定堰流和孔流的分界水位宽顶堰上堰流和孔流的界限为=H e 0.65。
闸门全开时，闸孔高度e =38.0－33.0=5.0米，则堰流和孔流分界时的相应水头为H =7.765.00.565.0==e 米堰流和孔流的分界水位=33.0+7.7=40.7米。
库水位在40.7米以下按堰流计算；库水位在40.7米以上按孔流计算。
（二）堰流流量计算堰流流量按下式计算：2/302H g mB Q σε=式中溢流宽度B=nb=3×10=30米。
因溢洪道上游为水库，0v ≈0则0H ≈H 。
溢洪道进口上游面倾斜的宽顶堰，上游堰高a=33.0－32.5=0.5米，斜面坡度为1：5，则θctg =5（θ为斜面与水平面的夹角），宽顶堰流量系数m 可按H a及ctg θ由表11.7查得；侧收缩系数ε按下式计算：=ε1－0.2[(n －1)k ζζ+0]nb H 0其中孔数n=3；对尖圆形闸墩墩头，=0ζ0.25；对八字形翼墙，=k ζ0.7。
Excel水力计算展示——闸孔出流水力计算演示(精)
(0.97 0.81
cos C e R
180
) (0.56 0.81
180
)
e H
水力分析与计算
本次课程到此结束，谢谢！
水力分析与计算
主持单位: 广东水利电力职业技术学院
黄河水利职业技术学院 参建单位: 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职业技术学院 四川水利职业技术学院 长江工程职业技术学院
0.25 0.65,"是 " e /H H
=B3/A3 e
Байду номын сангаас
c 0.60 0.176 vc H 2 gH 0 水力分析与计算 2
=0.6-0.176*C3 =A5/G3*SQRT(2 =G3*B3 *9.8*A3) e h e
2
2 hc h" ht“ v c ” h ( c 1 8, 是 1) 2 ghc " c
hc 2 e 0.620 1 0.620
hc vc2 h ( 1 8 1) 2.91( m) ht 淹没出流 2 水力分析与计算 ghc
" c
注：褐色部分为基本参数，人工输入；绿色部分为程序自动运算，切勿人工修改！ 水力分析与计算子项目 =IF(AND(C3<=),"是","否")
水力分析与计算
=F5*A5*E3*B3*S 查相关图表 QRT(2*9.8*A3) =C5/2*(SQRT(1+8*B =IF(D5<F3,"是","否") 5^2/(9.8*C5))-1) Q s be 2 gH 0
弧形钢闸门计算实例
弧形钢闸门计算实例一、基本资料和结构布置1．基本参数孔口形式：露顶式；孔口宽度：12.0m；底槛高程：323.865m；检修平台高程：337.0m；正常高水位（设计水位）：335.0m；设计水头：11.135m；闸门高度：11.5m；孔口数量：3孔；操作条件：动水启闭；吊点间距：11.2m；启闭机：后拉式固定卷扬机。
2．基本结构布置闸门采用斜支臂双主横梁式焊接结构，其结构布置见图3-31。
孤门半径R=15.0m，支铰高度H2=5m。
垂直向设置五道实腹板式隔板及两道边梁，区格间距为1.9m，边梁距闸墩边线为0.3m；水平向除上、下主梁及顶、底次梁外，还设置了11根水平次梁，其中上主梁以上布置4根，两主梁之间布置7根。
支铰采用圆柱铰，侧水封为“L”形橡皮水封，底水封为“刀”形橡皮水封。
在闸门底主梁靠近边梁的位置设置两个吊耳，与启闭机吊具通过吊轴相连接。
采用2×500KN 固定式卷扬机操作。
本闸门结构设计按SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》进行。
门叶结构材料采用Q235，支铰材料为铸钢ZG310-570。
材料容许应力（应力调整系数0.95）：Q235第1组：[б]=150MPa ，[τ]=90 MPa ； 第2组：[б]=140MPa ，[τ]=85 MPa ； ZG310-570：[б]=150MPa ，[τ]=105 MPa 。
3．荷载计算闸门在关闭位置的静水压力，由水平压力和垂直水压力组成，如图1所示：水平水压力：()kN B H P s s 3.74390.12135.1110212122=⨯⨯⨯==γ垂直水压力：()()⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-----=212212221sin sin 2sin 2sin 180/21φφφφφφπφγB R V s式中：()471.19,3333333.0155sin 14224,409.0155135.11sin 222111======-==φφφφ所以所以R H 。
水闸过流计算
水闸过流计算①开敞式水闸过流计算a.当hs ≤ 0.72H 0时，过闸水流为自由出流，流量公式Q =εmB 2gH 03/2；b.当0.72H 0<hs≤0.9H 0时，过闸水流为淹没出流， 流量公式2/3002H g mB Q σε= 单孔闸:s s b b b b 0401171.01⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=σ 多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时：()b z b z b zz b zb d b b b d b b d b b d b b NN ++⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++--=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-=221171.011171.0110040000400εεεεε 4.000131.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=H h H h s sσ式中：B 0---闸孔总净宽(m)；Q---过闸流量(m 3/s)；H 0---计入行近流速水头的堰上水头(m)；g---重力加速度，可采用9.81(m/s 2)；m---堰流侧收缩系数；b 0---闸孔净宽(m)；b s ---上游河道一半水深处的宽度(m)；N---闸孔数；εz ---中闸孔侧收缩系数；d z ---中闸墩厚度(m)；εb ---边闸孔侧收缩系数；b b ---边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离(m)；σ---堰流淹没系数；h s ---由堰顶算起的下游水深(m)。
c.9.0/0≥H h s 当时，为高淹没出流，其流量计算公式： ()20000065.0877.02⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=-=H h h H g h B Q s s s μμ 式中：μ0---淹没堰流的综合流量系数；其它符号意义同前。
对于平底闸，当设有胸墙时为孔流，流量计算公式： ee e e h r H h H h gH h B Q 16200718.24.0111112=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='+'-'='=λλεεεφμμσ 式中：h e ---孔口高度(m)；μ---孔流流量系数；φ---孔流流速系数，采用1.0；ε′---孔流垂直收缩系数；λ---计算系数，适用于25.00<<eh r 范围； r---胸墙底圆弧半径(m)；σ′---孔流淹没系数，由规范表中查得。
弧形闸门开度计算方法及应用
经验与技术30弧形闸门开度计算方法及应用文/丁东华摘要:以湖北汉江王甫洲水利枢纽泄水闸开度仪改造为例，根据闸门运动与液压油缸活塞的伸缩行程之间关系严格推导出闸门开度计算公式，并介绍了位置解码器SM338在该系统中的实际应用。
关键词:弧形闸门；开度计算；位置解码器SM338；自动控制一、引言湖北汉江王甫洲水利枢纽是一个以发电为主，结合航运，兼有灌溉、养殖、旅游等综合效益的大型水利工程。
位于湖北省老河口市汉江干流上，上距丹江口水利枢纽30km，老河口市市区下游约3km 处。
泄水闸位于主河道左岸、王甫洲右边滩地上，共23孔平底闸，闸孔净宽14.5m，高15.17m，闸室高18.97m，采用液压弧形工作门，根据运行要求，在闸面下游段上布置了12座启闭机房，2间变压器室，3座观测房以及备用电源房、配电房、集控室、起重门机等建筑物与设备。
在设计及校核水位条件下，最大下泄流量分别为16870m 3/s 和20800m 3/s。
二、闸门开度计算方法弧形闸门开度常用的一般有两种方法，一是采用分段折线（依据不同的闸门开度设定，折线段数有所不同），比如常见的与编码器配套的开度仪表计算闸门开度就是使用的15段折线，在每一段折线内都是用拟合直线的方法进行计算闸门开度，需要精确的专业测量仪器测量各个折线的拐点值，需要测量的数据多，并且要将闸门依次提到每个设定的折线拐点处，无论测量和操作上都比较麻烦，通过这种算法精度不够高，并且在折线拐点处可能会出现数据跳变的情况。
另外一种方法就是采用公式实时计算闸门开度，下面就弧形闸门的特点，对计算公式推导进行探讨（以液压门举例）。
三、位置结构说明液压闸门有两个关键的支撑点，分别叫油缸支点和支铰。
油缸在闸门提升过程中的伸缩和旋转是以油缸支点为中心进行旋转，而闸门的提升和降落围绕支铰进行旋转，如图一所示。
点E 为闸门的油缸支点，点B 为闸门的支铰，点A 为闸门着地点，即闸门底沿。
弧AD 为弧形闸门的门面，AB 和DB 为闸门的支撑臂，CE为闸门的油缸和活塞。
Excel水力计算展示——闸孔出流水力计算 设计
Excel 水力计算展示之 专题9. 闸孔出流过流能力计算实际工程的水闸，闸底坎一般为宽顶堰和曲线型实用堰，闸门类型主要有平板闸门和弧形闸门。
闸孔出流的形式有自由出流和淹没出流两种。
如下图所示图9-1 ''ct h h > 闸孔自由出流 9-2 ''c t h h = 闸孔自由出流9-3 ''ct h h < 闸孔淹没出流判别标准分别为：当''c t h h ≥时，下游发生远离式水跃或临界式水跃，此时闸孔出流为自由出流；当''c t h h <时，下游发生淹没式水跃，此时的闸孔出流为淹没出流。
其中，''c h 为收缩断面水深c h 的共轭水深，t h 为下游水深。
1.自由出流对于自由出流，其计算公式如下02Q be gH μ= （9-1）式中：Q 为过堰流量，m 3/s ；μ为闸孔出流的流量系数；b 为闸孔净宽，m ；e 为闸门开度，m ； 0H 为闸前总水头，m 。
对于平板闸门，流量系数可用下式计算0.600.176eHμ=- （9-2） 应用范围： 0.10.65eH<<。
对于弧形闸门，流量系数可用下式计算(0.970.81)(0.560.81)180180eHθθμ︒︒=--- （9-3） θ为闸门下缘切线与水平线的夹角，适用于： 002590θ<<， 0.10.65eH<<。
2.淹没出流由上面分析可以看出，闸孔淹没出流的条件为t ch h ''>。
当闸孔为淹没出流时，泄流能力比同样条件下的自由出流小，在实际计算时，是将平底闸孔自由出流的式（9—1）右端乘上一个淹没系数s σ，即：s Q σμ= （9—4）式中 ：s σ—淹没系数，可由e H 及zH∆可查图得到，z ∆为闸上、下游水位差。
图9-4闸孔出流的淹没系数【工程任务】矩形渠道中修建一水闸，闸底板与渠底齐平，闸孔宽b 等于渠道宽度b 为3m ，闸门为平板门。
弧形闸门流量计算方法的比较与分析
弧形闸门流量计算方法的比较与分析作者：穆祥鹏陈文学崔巍郭晓晨王琦来源：《南水北调与水利科技》2009年第05期摘要:目前,弧形闸门的水力计算方法主要基于能量方程或量纲分析,无论哪种方法,其中都包含有与模型试验或原型数据有关的经验公式或常数系数,因此所得公式通常仅适用于某范围内,在实际应用时,有时会带来较大的误差,给弧形闸门的水力计算、闸门校准等工程应用带来诸多不便。
通过弧形闸门的实验室水槽数据和现场观测数据,将传统的基于能量方程的方法和量纲分析的表征方法进行了比较,在分析了不同方法的特点的同时,指出不同方法的应用条件,为闸门水力计算和校准等计算方法的选择提供了依据。
关键词:水力学,弧形闸门,能量方程,量纲分析中图分类号:TV133.2;TV68文献标识码:A 文章编号:1672-1683(2009)05-0020-03Comparison and Analysis of Discharge Calculation Methods of Radial GatesMU Xiang-peng, CHEN Wen-xue, CUI Wei, GUO Xiao-chen, WANG Qi(China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China)Abstract:At present the hydraulic calculation methods of radial gates are mostly based on energy equation or dimensional analysis. These methods include empirical formulas or constant coefficients, which should be calibrated by experimental data or field data. These discharge formulas of radial gates could usually be used in some situation. In other situation, the calculated discharge may have produce large error, which makes trouble to method selection of radial gates hydraulic calculation or calibration. In this paper, based on the data of flume experiments and field engineering, the indicial method of dimensional analysis is compared with the method based on energy equation. The characteristics of the two methods are analyzed and the application conditions are put forward. This research can provide evidence for method selection of radial gates hydraulic calculation or calibration.Key words: hydraulics;radial gate;energy equation;dimensional analysis1 引言弧形闸门与平板闸门相比有很多优点[1],得到了越来越广泛的应用,其闸孔出流的水力计算对于水闸的设计和运用、渠道的水力控制、输水系统水力特性研究等,均具有重要意义。
弧形闸门 过流能力计算
弧形闸门过流能力计算摘要：一、弧形闸门概述二、弧形闸门过流能力计算方法1.基本公式2.影响因素3.局部开启时的考虑三、实例分析四、结论与建议正文：弧形闸门作为一种广泛应用于水电站、水库等水利工程中的结构物，其过流能力的计算至关重要。
本文将详细阐述弧形闸门过流能力的计算方法，以及影响因素和实际应用中的考虑，希望通过本文的阐述，能为相关领域的工程技术人员提供参考。
一、弧形闸门概述弧形闸门以其良好的泄洪能力、结构稳定性以及节能环保等优点在水电站、水库等水利工程中得到广泛应用。
弧形闸门的开启和关闭可以通过液压、电动等方式实现，其工作原理是利用闸门弧形面的水位差产生水压力，使闸门得以开启或关闭。
二、弧形闸门过流能力计算方法1.基本公式弧形闸门的过流能力主要取决于其开度、弧形面的高度以及水头。
其基本计算公式为：Q = π * r^2 * h * v其中，Q为过流能力（立方米/秒），r为弧形闸门半径（米），h为水头（米），v为水流速度（米/秒）。
2.影响因素在实际计算中，还需要考虑以下影响因素：（1）闸门开度：闸门开度越大，过流能力越大；（2）弧形面高度：弧形面高度越高，过流能力越大；（3）水头：水头越高，过流能力越大；（4）水流速度：水流速度越快，过流能力越大。
3.局部开启时的考虑当弧形闸门局部开启时，其过流能力的计算需要考虑闸前漩涡等水力特性。
局部开启时，闸门附近会产生漩涡，这会减小实际过流能力。
此时，需要通过实验或数值模拟等方法，研究闸前漩涡对过流能力的影响，从而得到更为准确的计算结果。
三、实例分析以某水电站为例，该水电站弧形闸门孔口尺寸为7m*9m，设计水位为175m，底坎高程为90m，设计水头为85m。
根据流体力学知识，最大水流速度约为35m/s。
据此计算，每孔泄洪流量为63平方米（闸门截面积）乘以35m/s（流速），即为2205立方米每秒。
四、结论与建议弧形闸门的过流能力计算是水利工程设计的重要环节。
闸孔出流计算
0
e H
（该式适用范围：
25 900;0 e 0.65 ）;
H
b—闸孔宽度，m；
n—闸孔个数；
e—闸孔开度，m；
H0 —堰上水头，m； α—弧形闸门下缘切线与水平方向夹角，cos c e ；
R
c—弧形闸门支铰点高程与闸底板高程差，m；
R—弧形闸门半径，m；
g—重力加速度，9.81m / s2
1,计算公式： Q snbe 2gH0
Q—流量， m3 / s ；
s —淹没系数，自由出流时为 1，淹没出流时需要查水力学计算手册
图 3-4-3；
—流量系数，对于平板闸门的闸孔: 0.60 0.176 e ,对于弧形闸门
H
的闸孔：
0.97
0.81
180
0
0.56
0.81
180
闸孔开度 弧形半径 流量
e
R
Q
4.00 22.00
612.57
5.00
207.80
本计算表格适用于e/H≤0.65的底坎为宽顶堰型，弧形闸门闸孔出流，若为平板闸门改一下
淹没系数 流量系数 闸孔宽度 闸孔个数 堰上水头 角度 支铰高差
σs
μ
b
n
H0
α
c
1.00
0.62
14.00 1.00 16.00
63.00
14.00
1.00
7
6.00 1.00 9.50
流，若为平板闸门改一下u的计算公式就行
弧形闸门 过流能力计算
弧形闸门过流能力计算摘要：一、引言二、弧形闸门概述三、弧形闸门过流能力计算方法四、影响弧形闸门过流能力的因素五、结论正文：一、引言随着水利工程的广泛应用，弧形闸门作为一种常见的水利工程结构，其过流能力计算问题逐渐受到广泛关注。
弧形闸门的过流能力直接关系到水利工程的运行效果和安全性能，因此如何准确地计算弧形闸门的过流能力是水利工程领域亟待解决的问题。
本文将从弧形闸门的概述、过流能力计算方法、影响过流能力的因素等方面进行详细阐述。
二、弧形闸门概述弧形闸门是一种新型的水利工程结构，其主要特点是结构紧凑、造型美观、运行平稳、维修方便。
弧形闸门广泛应用于水利工程的灌溉、发电、调水、防洪等方面，其作用是控制水流量、调节水位和防止洪水溢出等。
弧形闸门的结构形式主要有平板式、弧形式和圆筒式等，其中弧形式闸门由于其过流能力较强，应用最为广泛。
三、弧形闸门过流能力计算方法弧形闸门的过流能力计算主要包括流量系数计算和过流能力验证两个步骤。
1.流量系数计算流量系数是衡量弧形闸门过流能力的重要参数，其计算公式为：流量系数= 闸门有效过流面积/ 闸门孔口面积其中，闸门有效过流面积是指闸门在过流状态下，水流能通过的有效面积；闸门孔口面积是指闸门的实际孔口面积。
通过计算流量系数，可以较为准确地反映弧形闸门的过流能力。
2.过流能力验证过流能力验证是通过模型试验或实际运行数据来验证弧形闸门的过流能力是否符合设计要求。
模型试验是在实验室中通过制作闸门模型，模拟实际运行条件进行试验，以验证闸门的过流能力；实际运行数据是指在实际水利工程运行中，通过观测和记录闸门的过流数据，分析其过流能力是否满足设计要求。
四、影响弧形闸门过流能力的因素影响弧形闸门过流能力的因素主要有以下几个方面：1.闸门结构形式不同结构形式的弧形闸门，其过流能力存在较大差异。
一般来说，弧形闸门的过流能力随着弧度的增大而增大，但当弧度过大时，过流能力反而会降低。
2.闸门尺寸闸门尺寸包括闸门孔口宽度和高度，它们直接影响着弧形闸门的过流能力。
底孔弧形闸门泄洪流量计算
底孔弧形闸门泄洪流量计算摘要：1.概述2.底孔弧形闸门泄洪流量计算原理3.底孔弧形闸门泄洪流量计算方法4.底孔弧形闸门泄洪流量计算实例5.结论正文：1.概述底孔弧形闸门是一种常见的水利工程设施，广泛应用于水库、河道等水利工程的泄洪、排涝和调节水位等。
在底孔弧形闸门的运行管理中，泄洪流量计算是一个重要的环节。
正确进行底孔弧形闸门泄洪流量计算，有助于确保水利工程的安全运行，有效防止洪涝灾害。
2.底孔弧形闸门泄洪流量计算原理底孔弧形闸门泄洪流量计算的原理主要是依据流体力学原理，通过测量或计算底孔弧形闸门的过水断面面积和流速，进而计算出泄洪流量。
其中，过水断面面积是指底孔弧形闸门在水流通过时，水流所占据的垂直于水流方向的断面面积；流速是指水流通过底孔弧形闸门的速度。
3.底孔弧形闸门泄洪流量计算方法底孔弧形闸门泄洪流量计算的方法有多种，常见的有以下几种：（1）谢才公式法：谢才公式是一种常用的泄洪流量计算方法，其公式为：Q=0.61A√(2gh)，其中，Q 表示泄洪流量，A 表示过水断面面积，g 表示重力加速度，h 表示过水断面以上的水位高度。
（2）伯努利方程法：伯努利方程是一种基于能量守恒原理的泄洪流量计算方法，其公式为：Q=C×√(2gh)，其中，C 表示流量系数，Q、g、h 含义同上。
（3）达西- 威斯巴赫法：达西- 威斯巴赫法是一种基于流速和过水断面面积的泄洪流量计算方法，其公式为：Q=A×v，其中，Q、A、v 含义同上。
4.底孔弧形闸门泄洪流量计算实例假设某底孔弧形闸门的过水断面面积为100 平方米，过水断面以上的水位高度为10 米，重力加速度为9.8 牛顿/千克，流量系数为0.9。
根据谢才公式法，可得泄洪流量Q=0.61×100√(2×9.8×10)=610 立方米/秒。
5.结论底孔弧形闸门泄洪流量计算是水利工程运行管理中的重要环节，正确的泄洪流量计算有助于确保水利工程的安全运行，有效防止洪涝灾害。
弧形闸门 过流能力计算
弧形闸门过流能力计算【实用版】目录一、弧形闸门概述二、弧形闸门过流能力计算方法三、影响弧形闸门过流能力的因素四、结论正文一、弧形闸门概述弧形闸门是一种广泛应用于水利工程中的闸门类型，其结构特点是门叶呈弧形，能够适应水流的冲击和压力，从而有效地防止水流的溢出。
弧形闸门的设计要点包括几何尺寸、材料选择和结构形式等，其中，过流能力是评价弧形闸门性能的重要指标之一。
过流能力指闸门在规定的水头和流量条件下，能够安全、稳定地运行的最大流量。
二、弧形闸门过流能力计算方法弧形闸门的过流能力计算主要包括以下步骤：1.确定设计水头和设计流量：根据工程实际情况，确定闸门的设计水头和设计流量。
设计水头是指闸门上、下游水位差，设计流量是指通过闸门的最大流量。
2.确定闸门的几何参数：包括闸门宽度、高度、弧形半径等，这些参数将影响闸门的过流能力。
3.计算闸门的有效过流面积：根据闸门的几何参数，计算出闸门的有效过流面积。
有效过流面积是指闸门在一定水头和流量条件下，能够通过的最大流量所对应的面积。
4.计算闸门的过流能力：根据设计水头和设计流量，利用流体力学公式计算出闸门的过流能力。
过流能力与有效过流面积和设计水头、流量等因素有关。
三、影响弧形闸门过流能力的因素弧形闸门的过流能力受到多种因素的影响，主要包括以下几点：1.几何参数：闸门的宽度、高度、弧形半径等几何参数将直接影响其过流能力。
2.材料性质：闸门的材料选择对其过流能力有一定影响。
一般而言，材料应具有较高的抗冲刷性和抗磨损性。
3.水头和流量：设计水头和设计流量是确定闸门过流能力的重要依据。
水头和流量的增大将导致闸门的过流能力降低。
4.闸门开度：闸门的开度对其过流能力也有影响。
一般情况下，闸门开度越大，过流能力越大；开度越小，过流能力越小。
四、结论弧形闸门过流能力计算是水利工程中重要的技术问题，其计算方法主要包括确定设计水头和设计流量、计算闸门的几何参数、计算有效过流面积和计算过流能力等步骤。
基于流态辨识的弧形闸门过流计算
基于流态辨识的弧形闸门过流计算郭永鑫;汪易森;郭新蕾;胡玮;朱锐【摘要】过闸流量的精确计算是实现调水工程闸门自动控制、调度运行系统仿真和工程适时、适量供水的重要前提.在闸后收缩断面为低弗劳德数(约Fr＜ 1.7)的淹没孔流条件下,现有弧形闸门过流计算的经验系数模型和量纲分析模型流量预测误差较大.基于已有试验数据分析,研究提出了闸孔淹没出流的高Fr区和低Fr区的流态辨识参数——综合能耗系数Er,定义为相对开度e/H和潜流比Xr之和,即Er=e/H+Xr,相应的流态辨识方法为:Er＜1为高Fr的部分淹没孔流,Er≥1为低Fr 的完全淹没孔流.针对闸孔出流的不同流态,即自由孔流、部分淹没孔流和完全淹没孔流,分别建立相应的流量计算模型,采用最小二乘辨识进行模型参数的估计,实例验证表明流态辨识模型整体的预测精度较高,80％预测流量的相对误差|EQ|＜±10％,且EQ近似呈正态分布.本文提出的流态辨识方法和计算模型为过闸流量的精确计算提供了新的思路和方法.【期刊名称】《水利学报》【年(卷),期】2018(049)008【总页数】10页(P907-916)【关键词】弧形闸门;流量计算;淹没出流;流态辨识;最小二乘法【作者】郭永鑫;汪易森;郭新蕾;胡玮;朱锐【作者单位】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点试验室,北京 100038;国务院南水北调工程建设委员会专家委员会,北京 100038;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点试验室,北京 100038;南水北调工程建设监管中心,北京 100038;南水北调工程建设监管中心,北京 100038【正文语种】中文【中图分类】TV6631 研究背景弧形闸门具有重量轻、启门力小、动态稳定性好、操作和维护简单等优点，被广泛应用于水利工程中，作为控制渠道水位和流量的节制建筑物。
过闸流量的精确计算是实现闸门自动控制、调度运行系统仿真和保障工程适时、适量供水的前提条件。
闸孔出流计算
第八章 堰流及闸孔出流第一节概 述水利工程中为了宣泄洪水以及引水灌溉、发电、给水等目的，常需要修建堰闸等泄水建筑物，以控制水库或渠道中的水位和流量。
堰、闸等泄水建筑物水力设计的主要任务是研究其水流状态和过流能力。
一.堰流及闸孔出流的概念既能壅高上游水位，又能从自身溢水的建筑物称为堰。
水流由于受到堰坎或两侧边墙的束窄阻碍，上游水位壅高，水流经过溢流堰顶下泄，其溢流水面上缘不受任何约束，而成为光滑连续的自由降落水面，这种水流现象称为堰流。
水流受到闸门或胸墙的控制，闸前水位壅高，水流由闸门底缘与闸底板之间孔口流出，过水断面受闸门开启尺寸的限制，其水面是不连续的，这种水流现象称为闸孔出流。
二.堰流与闸孔出流的水流状态比较堰流与闸孔出流是两种不同的水流现象：堰流时，水流不受闸门或胸墙控制，水面曲线是一条光滑连续的降落曲线。
而闸孔出流时，水流要受到闸门的控制，闸孔上下游水面是不连续的。
对明渠中具有闸门控制的同一过流建筑物而言，在一定边界条件下，堰流与闸孔出流是可以相互转化的，即在某一条件下为堰流，而在另一条件下可能是闸孔出流。
堰流与闸孔出流两种流态相互转化的条件除与闸门相对开度H e有关外，还与闸底坎形式或闸门（或胸墙）的形式有关，另外，还与上游来水是涨水还是落水有关。
经过大量的试验研究，一般可采用如下关系式来判别堰流及闸孔出流。
闸底坎为平顶堰 65.0≤H e 为闸孔出流，65.0>H e 为堰流。
闸底坎为曲线堰 75.0≤H e 为闸孔出流，75.0>H e 为堰流。
式中，H 为从堰顶或闸底坎算起的闸前水深，e 为闸门开度。
堰流与闸孔出流又有许多共同点：①堰流及闸孔出流都是由于堰或闸壅高了上游水位，形成了一定的作用水头，即水流具有了一定的势能。
泄水过程中，都是在重力作用下将势能转化为动能的过程。
②堰和闸都是局部控制性建筑物，其控制水位和流量的作用。
③堰流及闸孔出流都属于明渠急变流，在较短距离内流线发生急剧弯曲，离心惯性力对建筑物表面的动水压强分布及过流能力均有一定的影响；④流动过程中的水头损失也主要是局部水头损失。
弧形闸门计算书
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载弧形闸门计算书地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容目录TOC \o "1-2" \h \z HYPERLINK \l "_Toc184636853" 1 计算目的与要求 PAGEREF _Toc184636853 \h 1HYPERLINK \l "_Toc184636854" 2 设计计算内容 PAGEREF_Toc184636854 \h 1HYPERLINK \l "_Toc184636855" 3 设计依据 PAGEREF_Toc184636855 \h 1HYPERLINK \l "_4_工程布置" 4 基本资料和结构布置 PAGEREF_Toc184636856 \h 3HYPERLINK \l "_4.1_基本参数" 4.1 基本参数 3HYPERLINK \l "_4.2_基本结构布置" 4.2 基本结构布置 4HYPERLINK \l "_4.3_荷载计算" 4.3 荷载计算 4HYPERLINK \l "_4.4_面板弧长" 4.4 面板弧长 6HYPERLINK \l "_4.5_主框架位置" 4.5 主框架位置7HYPERLINK \l "_5_结构计算" 5 结构计算 PAGEREF_Toc184636857 \h 7HYPERLINK \l "_5.1_面板" 5.1 面板 PAGEREF _Toc184636858 \h 7HYPERLINK \l "_5.2_水平次梁" 5.2 水平次梁 PAGEREF_Toc184636859 \h 8HYPERLINK \l "_5.3_垂直次梁（隔板）" 5.3 中部垂直次梁（隔板） PAGEREF _Toc184636860 \h 11HYPERLINK \l "_5.4_边梁" 5.4 边梁 PAGEREF _Toc184636861 \h 14HYPERLINK \l "_5.5_主框架" 5.5 主框架 PAGEREF_Toc184636861 \h 14HYPERLINK \l "_5.6_面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力" 5.6 面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力 PAGEREF _Toc184636861 \h 14 HYPERLINK \l "_6_启闭力的计算" 6 启闭力的计算23HYPERLINK \l "_6.1_闭门力" 6.1 闸门闭门力的计算 23HYPERLINK \l "_6.2_启门力" 6.2 闸门启门力的计算 24HYPERLINK \l "_Toc184636865" 7 闸门支铰的计算24HYPERLINK \l "_7.1_荷载计算" 7.1 荷载计算 24HYPERLINK \l "_7.2_铰轴计算" 7.2 铰轴计算 25HYPERLINK \l "_7.3_铰链与支臂的连接" 7.3 铰链与支臂的连接计算2 6HYPERLINK \l "_7.4_铰座计算" 7.4 铰座计算 2 7溢洪道弧形闸门计算稿1 计算目的与要求本项目属于技施阶段，通过对该结构的稳定、强度及应力计算，为绘制施工图提供依据。
冲砂闸3×5-弧形门设计计算书1
竹格多水电站冲砂闸3×5—15.5弧形工作门技施设计计算书2004-111、基本参数：1．1闸门型式：潜孔式弧形闸门1．2孔口尺寸：3×5 m1．3设计水头：15.5m1．4弧面半径：10 m1．5支铰高程：2276.50 m1．6底坎高程：2269.50 m1．7平台高程：2284.60 m1．8支铰型式：球面滑动轴承1．9支臂型式：双直支臂1．10启闭机型式：斜拉卷扬式启闭机1．11启闭机容量：400KN1．12启闭机工作行程： 4.55 m1．13闸门主要材料：Q235B1．14支铰材料：ZG310~570 1．15孔口数量：1孔1．16闸门数量：1扇2、总水压力计算：（见附图1）水平水压力：()()()()()()()056996.282.1105551411091.0657828838.022*******.061471718.01500427.44cos 2063.9cos 101.102854.88sin 4126.18sin 427.44cos 2063.9sin 2[31010cos cos 2]2sin 2sin cos sin 2[6.207334.51.105.15106.20732.1105211802207.35221211212121180221212121===Φ=+-+⨯=-⨯++-⨯+⨯⨯⨯=-++-⋅+⋅⋅⋅==⨯⨯+⨯⨯=⋅+⋅⋅=⨯arctg arctg KNRh B R P KNB h H H P HVP P V H ππφφφφφφφγγ总水压力：()()mml KNP P P RV H 32901000074.23492.11056.20731802063.9056996.28180122221=⨯===+=+=--Φπφπ封水面板弧长：mm R l 6147100001802207.351800=⨯==⨯ππφ 选取面板弧长为：l=l 0+150=6147+150≈6300mm面板弧长：110对应角度： 63026401101801⋅==⨯πβ700对应角度： 010705.4100007001802==⨯⨯πβ 750对应角度： 297183.4100007501803==⨯⨯πβ 800对应角度： 583662.4100008001804==⨯⨯πβ 850对应角度： 870141.4100008501805==⨯⨯πβ900对应角度： 156620.5100009001806==⨯⨯πβ 440180⨯π其中：a 1=900mm b 1=900mm b/a=900/900=1 ＜351⋅=α k=0.308 ［σ］=156.9Mpaq 1=10.821×10=108.21KN/㎡=1.0821×105Pa3．2区格Ⅱ：[]mm aKq12.119006510915*********.130802=⨯==⨯⋅⨯⋅⨯⨯⋅σαδ其中：a 2=900mm b 2=900mm b/a=900/900=1 ＜351⋅=α k=0.308 ［σ］=156.9Mpa23．3区格Ⅲ：[]mm aKq28.1185065109156511024521332603=⨯==⨯⋅⨯⋅⨯⋅⨯⋅σαδ其中：a 3=850mm b 3=900mm b 3/a 3=900/850=1.06 ＜351⋅=α k=0.3326 ［σ］=156.9Mpaq 3=12.452×10=124.52KN/㎡=1.2452×105Pa3．4区格Ⅳ：[]mm aKq61.118506510915*********.1332604=⨯==⨯⋅⨯⋅⨯⨯⋅σαδ其中：a 4=850mm b 4=900mm b 4/a 4=900/850=1.06 ＜351⋅=α k=0.3326 ［σ］=156.9Mpaq 4=13.199×10=131.99KN/㎡=1.3199×105Pa3．5区格Ⅴ：[]mm aKq61.118006510915*********.1357505=⨯==⨯⋅⨯⋅⨯⨯⋅σαδ其中：a 5=800mm b 5=900mm b 5/a 5=900/800=1.125 ＜351⋅=α k=0.3575 ［σ］=156.9Mpaq 4=13.868×10=138.68KN/㎡=1.3868×105Pa3．6区格Ⅵ：[]mm aKq51.117506510915*********.138306=⨯==⨯⋅⨯⋅⨯⨯⋅σαδ其中：a 6=750mm b 6=900mm b 5/a 5=900/750=1.2 ＜351⋅=α k=0.383 ［σ］=156.9Mpaq 4=14.462×10=144.62KN/㎡=1.4462×105Pa3．7区格Ⅶ：[]mm aKq3.117006510915651104984.14079407=⨯==⨯⋅⨯⋅⨯⨯⋅σαδ其中：a 7=700mm b 7=900mm b 7/a 7=900/700=1.286＜351⋅=α k=0.40794 ［σ］=156.9Mpa4考虑到面板上需要钻沉头螺栓孔选取δ=16mm. 材质为:Q235B 4、水平次梁计算:H 1=100.96KN/㎡H 2=108.21KN/㎡ H 3=116.74KN/㎡ H 4=124.52KN/㎡ H 5=131.99KN/㎡H 6=138.68KN/㎡ H 7=144.62KN/㎡ H 8=149.84KN/㎡ H 9=155KN/㎡()()()mKN H H q /08.77737.096.10021.1082145.0287.021211=⨯+⨯=+⨯+= ()()()mKN H H q /6.105875052.12474.11621425.045.021432=⋅⨯+=+⨯+=()()()mKN H H q /02.10985099.13152.12421425.0425.054213=⋅⨯+=+⨯+=()()()mKN H H q /65.11182568.13899.131214.0425.021654=⨯+=+⨯+= ()()()mKN H H q /78.109775062.14468.13821375.04.021765=⋅⨯+=+⨯+= ()()()mKN H H q /1.7046015584.1492111.035.021986=⋅⨯+=+⨯+= m KN q q /65.1114max ==⋅∴取M max =0.125ql 2=0.107×111.65×0.92=9.68KN.mA=28.83cm 2 W x =178cm 2 I x =1780.4cm 2 d=7mm t=11mm面板参与次梁工作的有效宽度为: B=ξ2b (支座处为负弯矩) l 0=0.4l=0.4×90=36cmcm b 5.8228580==+ 436405.82360⋅==bl ζ2=0.139648B=ξ2b=0.139648×82.5=11.5cm=115mmmm cm y 744.76.15.1183.286.1183.28806.15.111===⨯+⨯+⋅⨯⨯ y 2=216-74=142mmI 次=11.5×1.6×6.62+1780.4+28.83×4.22=3090.5cm 432.145.3090min 64.2172cm W Y I ===次32210673.1691.137065.131.13.7cm S =⨯⨯⋅+⨯⨯= 4．3应力计算：21064.2171068.9/5.4436minmaxmm N W M ===⨯⨯次σ＜[σ]=156.9N/mm 227105.309010673.1691061/84.474330max mm N I S Q ===⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅δτ次次＜[τ]=93.2N/mm 24．4挠度计算：mm f EIql 0710632063204544105.3090101210090065.111100max ⋅=⨯⋅=⨯⋅=⨯⨯⨯⋅⨯⨯ 25011300019000710max ≈=⋅lf⋅∴次梁能满足要求5、主框架计算：采用双主横梁布置。
弧形闸门计算书
目录1 计算目的与要求 (1)2 设计计算内容 (1)3 设计依据 (1)4 基本资料和结构布置 (3)4.1 基本参数 (3)4.2 基本结构布置 (4)4.3 荷载计算 (4)4.4 面板弧长 (6)4.5 主框架位置 (7)5 结构计算 (7)5.1 面板 (7)5.2 水平次梁 (8)5.3 中部垂直次梁（隔板） (11)5.4 边梁 (14)5.5 主框架 (14)5.6 面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力 (14)6 启闭力的计算 (23)6.1 闸门闭门力的计算 (23)6.2 闸门启门力的计算 (24)7 闸门支铰的计算 (24)7.1 荷载计算 (24)7.2 铰轴计算 (25)7.3 铰链与支臂的连接计算 (26)7.4 铰座计算 (27)溢洪道弧形闸门计算稿1 计算目的与要求本项目属于技施阶段，通过对该结构的稳定、强度及应力计算，为绘制施工图提供依据。
2 设计计算内容（1）框架内力分析（2）框架结构计算（3）零部件的选定及启闭力计算3 设计依据1）水库特性指标正常蓄水位： 500.00m正常蓄水位以下库容： 1492万m3设计洪水位： 500.44m校核洪水位： 501.70m总库容： 1629万m3（校核洪水对应库容）死水位： 474.00m死库容： 327万m3调节库容： 1165万m32）材料容重混凝土： 24kN/m3钢筋混凝土： 25kN/m3钢材容重： 78.5kN/m3浆砌石： 23kN/m3水： 10kN/m33）地质参数大坝坝型为面板堆石坝，主堆石区以中下部强风化或弱风化岩体作为基础持力层，次堆石区以强风化岩体为基础持力层。
趾板应放在弱风化岩体中下部。
根据各阶段坝区岩石取样试验，并结合重庆地区工程经验，提出建基面岩石力学性质建值议如下：强风化砂岩承载力为0.4MPa，C′=0.1MPa，f′=0.35；强风化泥岩承载力为0.3MPa，C′=0.05MPa，f′=0.3；弱风化砂岩承载力为 1.5MPa，C′=0.45MPa，f′=0.75，E0=3.0GPa；弱风化泥岩承载力为0.6MPa，C′=0. 2MPa，f′=0.5，E0=0.5GPa。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 求解收缩断面水深 hc，判断闸室下游出流情况
c = ▽3 －▽1 = 107.00－104.00 = 3 m
c- e 3 -1 cos = = = 0.286 R 7
从课本或水力计算手册查得下表
= 73.6°
由θ值并采用内插法查上表，得垂向收缩系数 则
， ε′ = 0369 取
定时，影响过闸流量 Q 的因素是闸前作 用水头 H0、流量系数 μ0、淹没系数 σs 。
Q 与闸前作用水头 H0 的平方根成正比，H0 是影响过闸流量的主要因素。 σs 反映下游的水位对 Q 的影响。自由出流 σs =1.0，淹没出流 σs ＜1.0。
μ0 影响因素有垂向收缩系数ε’、流速系数 φ 及闸门相对开启高度 e/H。
水力分析与计算
弧形闸门闸孔出流水力分析与计算例题
主 讲 人： 王 俊 黄河水利职业技术学院
2014.09
水工建筑物
【例题 】
如图，水闸底坎与渠底齐平（平顶堰），弧形闸门控制水流。
已知: 闸底板高程为 ▽1 = 104.00m；
共 3 孔，每孔宽 b = 5m；
c
闸前水位 ▽2 = 109.00m； 弧形闸门半径 R = 7m； 转轴高程 ▽3 = 107.00m； 当闸门开度 e = 1m； 不计闸前行近流速； 若下游水位为 ▽4 = 108.03m。
3. 计算泄流量
Q s 0 nbe 2 gH0
因：cosθ = 0.286， 0 ＜ cosθ ＜ 0.3
e e 0 = 060- 0176 + （015- 02 ）cos H H 10 1.0 = 060- 0176× + （015- 02 × ） ×0286 = 0596 5 5
hc = ε′ e
vc = 2g（Η 0 - hc ）
hc vc2 0.63 hc ( 1 8 1) 2 ghc 2
若 hc”≥ ht，为自由出流； hc”＜ ht，淹没出流。
水工建筑物
3.
闸孔出流的流量公式
当闸门开启孔数、高度及闸孔尺寸一
Q s 0 nbe 2 gH0
hc = ε′ e = 0.369× 1.0 = 0.639m
φ=0.97
vc = 2g（Η 0 - hc） = 0.90× 2 ×9.8× （5- 0.639 ） = 8.97m/s
水工建筑物
2 2 h v 0 639 8 97 hc″= c ( 1 + 8 c - 1) = × ( 1+ 8× - 1) = 293m Q。
水工建筑物
解题分析：解答本题需要掌握以下主要方法和基本概念
1. 闸室出流形式的判定：判定参数为e/H（即闸门的相对开启度）
判定还与闸底坎形式有关。
水工建筑物
2.
闸孔出流情况判断：闸室下游水位高低影响过闸流量的大小
图a：hc” > ht，水跃发生在收缩断面下游，为远驱式水跃； 图b：hc” = ht，水跃发生在收缩断面处，为临界式水跃；
判别闸室的出流情况
e e 05 = = = 0.2＜065 Η ∇ 00- 10400 2 -∇ 1 109
故为 闸孔出流
结合题意，按照平顶堰上、弧形闸门控制的闸孔出流的情况， 进行本题泄流量 Q 的计算。
由已知条件知，闸前行近流速水头 v02/2g 忽略不计。
故 H0 ≈ H = ▽2 －▽1 = 109.00－104.00 = 5 m
又因
ht = ∇ 03-10400 = 403m 4 -∇ 1 = 108
得 hc”＜ ht ， 故闸孔为淹没出流
从课本或水力计算手册查得右图
0.58
ht hc'' 4.03 2.93 0.53 '' H hc 5 2.93
查得：淹没系数 σs = 0.58
0.53
水工建筑物
对于弧形闸门：当cosθ = 0 ~ 0.3时， 0
水工建筑物
e e 0.6 0.176 (0.15 0.2 ) cos H H e e 当cosθ = 0.3 ~ 0.7时， 0 0.6 0.176 (0.15 0.2 ) cos H H
解： 1.
长江工程职业技术学院
总结：本题为平顶堰上、弧形闸门控制的闸孔淹没出流。
Q s 0nbe 2gH0 0.58 0.596 3 5 1 19.6 5 51.33m /s
3
水工建筑物
主持单位: 广东水利电力职业技术学院
黄河水利职业技术学院
参建单位: 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职业技术学院 四川水利职业技术学院
图c：hc” < ht，水跃发生在收缩断面上游，为淹没式水跃。
水工建筑物
远驱式水跃和临界式水跃对应的下游水位都不影响闸孔的过流
能力，称为闸孔自由出流；
淹没式水跃对应的下游水位使闸孔的过流能力减小，称为闸孔 淹没出流。 hc e 0.62 0.5 0.31
v c= 2 g（ H 0 hc） = 0.90 平顶堰上闸孔出流是否为淹没出流？可按以下方法计算判别：