弧形闸门闸孔出流流量计算举例.

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
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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
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
长江工程职业技术学院
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。
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
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2 2 h v 0 639 8 97 hc″= c ( 1 + 8 c - 1) = × ( 1+ 8× - 1) = 293m 2 ghc 2 98 ×0639
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。
试求：闸室的泄流量 Q。
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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。
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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；
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2. 求解收缩断面水深 hc，判断闸室下游出流情况
c = ▽3 －▽1 来自百度文库 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
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。
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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
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
对于弧形闸门：当cosθ = 0 ~ 0.3时， 0
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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.
图c：hc” < ht，水跃发生在收缩断面上游，为淹没式水跃。
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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：