闸孔出流水力分析与计算图文讲义PPT
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任务２ 管嘴出流水力分析与计算
一、恒定的管嘴自由出流
Q n A 2gH0
n n
n
1
1 n
圆锥形收敛管嘴
n 0.94
管嘴类型 流线型管嘴
n 0.98
圆柱形外管嘴 n 0.82 1.32
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务２ 管嘴出流水力分析与计算
讨论：为什么管嘴过流能力比孔口大？
hv 0.74 H0
H
宽顶堰流 2.5 10
H
堰流
共同点 重力起主要作用；
h j为主， h f 忽略不计。
底坎为宽顶堰
e 0.65 孔流
H
e 0.65 堰流
H
底坎为实用堰
e 0.75 孔流
H
e 0.75 堰流
H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务1 孔口出流水力分析与计算
二、恒定孔口出流
１、恒定薄壁小孔口的自由出流
重点任务
闸孔出流的水流特点及其分类 孔口出流的水力计算 管嘴出流水力分析与计算 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
一、孔口与管嘴出流
孔口出流
管嘴出流
孔流
急变流；
闸孔出流
薄壁堰流 0.67
H 实用堰流 0.67 2.5
0
由表8-1查得
由表8-2查得
表达式一
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
Q Be 2gH0
0.60 0.18 e
H
0.1 e 0.65 H
表达式二
计算举例
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
（二）弧形闸门下的自由出流
0.67 2.5
H
堰顶水头H
堰顶厚度
堰高P、P1
2.5 10
H
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项目八 闸孔出流水力分析与计算
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宽顶堰底坎
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项目八 闸孔出流水力分析与计算
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实用堰底坎
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项目九 水工建筑物下游水流衔接与消能
项目十 水力测试技术
项目八 闸孔出流水力分析与计算
内容回顾
堰的三种类型 堰流和孔流界限 薄壁堰流水力计算 实用堰流水力计算 宽顶堰流水力计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
学习指导
闸孔出流是水利工程中最常见的的水流现象。项目八根据水力计算的基本原 理来分析闸孔出流的水力特性，导出水力计算的基本方程式，并介绍有关的 水力计算的方法。 项目八经验系数比较多，要了解闸孔出流的流量系数、垂直收缩系数和淹没 系数等的物理意义，其经验公式不必强记，但应了解它与哪些因素有关，主 要系数变化的大致范围。
水力计算与测试技术电子教案
第一次课
目录
项目一 静水压强分析与计算
项目二 水流运动的一般分析及连续性原理应用
项目三 水流运动的能量守恒及其转化原理应用
项目四 作用于水工建筑物上的力及动量定律应用
项目五 有压管道水力分析与计算
项目六 明渠恒定流水力分析与计算
项目七 堰流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
返回
典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
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0.67
H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
课后小结
堰流和孔流界限 恒定的孔口出流 恒定的管嘴出流 平顶坎上的闸孔出流 曲线坎上的闸孔出流
项目八 闸孔出流水力分析与计算
课外作业
教材
P284页8-13题
典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
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典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
（二）弧形闸门
0.685 0.19 e
H
适用于
0.1 e 0.75 H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
实用堰上的闸孔淹没出流
Q Be 2g（H0 hs )
管嘴内收缩断面存在真空，过流能力有所增加。
圆柱形外管嘴 H 0 9m 管嘴的长度 L (3 ~ 4)d计算举例ຫໍສະໝຸດ 项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务２ 管嘴出流水力分析与计算
二、恒定的管嘴淹没出流
Q n A 2gz0
z0
z
v02 2g
n n
n
1
1 n
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
计算举例
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
曲线坎上的闸孔自由出流
Q Be 2gH0
（一）平板闸门
0.65 0.186 e (0.25 0.375 e ) cos
H
H
适用 e 0.05 0.75 0 90 以及门位于堰最高点的情况
H
Q Be 2gH0
(0.97
0.81180
)
(0.56
0.81180
)
e H
250 900
0 e 0.65 H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
二、平顶坎上的闸孔淹没出流
Q S Be 2gH0
淹没系数 s 由
e 及 z 查图8-10得到 HH
一、底坎为宽顶堰型上的闸孔自由出流 （平顶堰为例）
闸孔自由出流
ht hc " 远离式水跃
ht hc " 临界式水跃
闸孔淹没出流
ht hc " 淹没式水跃
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
（一）平板闸门下的自由出流
hc e
Q 0Be 2g(H0 hc )
H0
H
v02 2g
Q A 2gH0
Ac
A 1
1孔
实测资料表明：充分收缩的圆形锐缘小孔口出流时：
0.64，＝0.06，＝0.97，＝0.62
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务1 堰流水力分析
２、恒定薄壁小孔口的淹没出流
Q A 2gz0
z0
z
v02 2g
Ac
A 1
1孔
项目八 闸孔出流水力分析与计算
一、恒定的管嘴自由出流
Q n A 2gH0
n n
n
1
1 n
圆锥形收敛管嘴
n 0.94
管嘴类型 流线型管嘴
n 0.98
圆柱形外管嘴 n 0.82 1.32
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务２ 管嘴出流水力分析与计算
讨论：为什么管嘴过流能力比孔口大？
hv 0.74 H0
H
宽顶堰流 2.5 10
H
堰流
共同点 重力起主要作用；
h j为主， h f 忽略不计。
底坎为宽顶堰
e 0.65 孔流
H
e 0.65 堰流
H
底坎为实用堰
e 0.75 孔流
H
e 0.75 堰流
H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务1 孔口出流水力分析与计算
二、恒定孔口出流
１、恒定薄壁小孔口的自由出流
重点任务
闸孔出流的水流特点及其分类 孔口出流的水力计算 管嘴出流水力分析与计算 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
一、孔口与管嘴出流
孔口出流
管嘴出流
孔流
急变流；
闸孔出流
薄壁堰流 0.67
H 实用堰流 0.67 2.5
0
由表8-1查得
由表8-2查得
表达式一
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
Q Be 2gH0
0.60 0.18 e
H
0.1 e 0.65 H
表达式二
计算举例
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
（二）弧形闸门下的自由出流
0.67 2.5
H
堰顶水头H
堰顶厚度
堰高P、P1
2.5 10
H
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宽顶堰底坎
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实用堰底坎
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项目九 水工建筑物下游水流衔接与消能
项目十 水力测试技术
项目八 闸孔出流水力分析与计算
内容回顾
堰的三种类型 堰流和孔流界限 薄壁堰流水力计算 实用堰流水力计算 宽顶堰流水力计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
学习指导
闸孔出流是水利工程中最常见的的水流现象。项目八根据水力计算的基本原 理来分析闸孔出流的水力特性，导出水力计算的基本方程式，并介绍有关的 水力计算的方法。 项目八经验系数比较多，要了解闸孔出流的流量系数、垂直收缩系数和淹没 系数等的物理意义，其经验公式不必强记，但应了解它与哪些因素有关，主 要系数变化的大致范围。
水力计算与测试技术电子教案
第一次课
目录
项目一 静水压强分析与计算
项目二 水流运动的一般分析及连续性原理应用
项目三 水流运动的能量守恒及其转化原理应用
项目四 作用于水工建筑物上的力及动量定律应用
项目五 有压管道水力分析与计算
项目六 明渠恒定流水力分析与计算
项目七 堰流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
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典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
典型例题
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0.67
H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
课后小结
堰流和孔流界限 恒定的孔口出流 恒定的管嘴出流 平顶坎上的闸孔出流 曲线坎上的闸孔出流
项目八 闸孔出流水力分析与计算
课外作业
教材
P284页8-13题
典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
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典型例题
项目八 闸孔出流水力分析与计算
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
（二）弧形闸门
0.685 0.19 e
H
适用于
0.1 e 0.75 H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
实用堰上的闸孔淹没出流
Q Be 2g（H0 hs )
管嘴内收缩断面存在真空，过流能力有所增加。
圆柱形外管嘴 H 0 9m 管嘴的长度 L (3 ~ 4)d计算举例ຫໍສະໝຸດ 项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务２ 管嘴出流水力分析与计算
二、恒定的管嘴淹没出流
Q n A 2gz0
z0
z
v02 2g
n n
n
1
1 n
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
计算举例
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
曲线坎上的闸孔自由出流
Q Be 2gH0
（一）平板闸门
0.65 0.186 e (0.25 0.375 e ) cos
H
H
适用 e 0.05 0.75 0 90 以及门位于堰最高点的情况
H
Q Be 2gH0
(0.97
0.81180
)
(0.56
0.81180
)
e H
250 900
0 e 0.65 H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
二、平顶坎上的闸孔淹没出流
Q S Be 2gH0
淹没系数 s 由
e 及 z 查图8-10得到 HH
一、底坎为宽顶堰型上的闸孔自由出流 （平顶堰为例）
闸孔自由出流
ht hc " 远离式水跃
ht hc " 临界式水跃
闸孔淹没出流
ht hc " 淹没式水跃
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务3 底坎为宽顶堰型的闸孔出流水力分析与计算
（一）平板闸门下的自由出流
hc e
Q 0Be 2g(H0 hc )
H0
H
v02 2g
Q A 2gH0
Ac
A 1
1孔
实测资料表明：充分收缩的圆形锐缘小孔口出流时：
0.64，＝0.06，＝0.97，＝0.62
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务1 堰流水力分析
２、恒定薄壁小孔口的淹没出流
Q A 2gz0
z0
z
v02 2g
Ac
A 1
1孔
项目八 闸孔出流水力分析与计算