宽顶堰流的水力计算
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即 0.67 2.5
H
。
3．宽顶堰流：
即 2.5 10 。
H
堰流和闸孔出流是两种不同的水流现象。
堰流与闸孔出流也存在着许多共同点。首先，堰流和
闸孔出流都是因水闸或溢流坝等建筑物壅高了上游水位， 在重力作用下形成的水流运动。其次，这两种水流都是在 较短的距离内流线发生急剧弯曲，离心惯性力对建筑物表 面的压强分布及建筑物的过水能力均有一定影响。
v hw 0 c 2g
2
z1 H ,
H
p1
0
c vc 2
2g
对 c-c 断面
hw
zc H c 0,
pc
0
0 v0 2
2g
令
， H0 H
1 c 0
0v0 2
2g
H：孔口水头。H0孔口全水头。
0 v0 2
2g
：行近流速水头。
则
vc
其出流过程的能量损失主要是局部损失。
闸孔出流和堰流是可以相互转化的。 随着闸门的开度逐渐 加大，过闸水流受到闸
门的约束越来越小，当
闸门开度增大到一定值 时，闸前水面下降并脱离闸门底缘，水流不再受闸门约 束，此时水流由闸孔出流转化为堰流。相反闸门开度减少 到一定值的时候，堰流也转化为闸孔出流。
闸底坎平顶堰时
叫做闸孔出流。
当顶部闸门完全开 启，闸门下缘脱离水面，闸门对水流不起控制作用时， 水流从建筑物顶部自由下泄，这种水流状态称为堰流。
堰坎外形及厚度不同其能量损失及过水能力也会不同。
工程上通常按照堰坎厚度 δ 与堰上水头H 的比值大小及水
流的特征将堰流分作：
1．薄壁堰流：
即
H 0.67
。
2．实用堰：
2 2 0 0 c c 1 w
所以
v 带入 hw ( 1) c 2g
0v0 2 c vc 2
2
2
v H H1 ( 1) c 2g 2g 2g z0 z
0v0
2g
2
H H1
0v0
2g
2
(b)
所以流量公式为:
Q A 2 gz0
淹没出流中的流量系数 , 一般与自由出流的流量系数 相同。
例：有一直径d=20cm的圆形锐缘孔口，其中心在水下的 深度为3.0m。孔前行进流速为0.8m/s，孔口处为完善收缩 的自由出流，求流量。 解：
d 0.2 0.06 0.1，为小孔口 H 3 A
4
d 2 0.0314
v 0.62, H 0 H 0 3.03 2g
通过孔口的水流则为恒定流。
根据孔口的直径与孔口水头的 比值将孔口分为小孔口
d 和大孔口。 H 0.1
d 0 .1 H
对小孔口，
由于孔直径比水头小的多，可
以近似认为孔口断面各点的压强和速度都相等。
过水断面的收缩：流水流经过孔口时，由于惯性的作用
，水流不能在孔口附近作直角转变，只能逐渐的弯曲，过
2 gH0 2 gH0
式中 为流速系数。
流量为 Q vc Ac A 2gH0 A 2gH0 式中 为孔口出流的流量系数。 缩系数。 根据实验，小孔口的
为孔口的收
缩系数
0.06, 0.97 ， ， 、收 0.62 。不同边界形式的孔口的流速系数
e 0.65 H
e 0.65 H
为闸孔出流； 为堰流；
闸底坎为曲线型堰流时
e 0.75 H e 0.75 H
为闸孔出流； 为堰流；
式中：e为闸孔开度；H为从堰顶算起的闸前水深。
8-2 孔口与管嘴出流
在容器侧壁上开孔，液体将从孔中流出，这种水流 现象称为孔口出流。
一、恒定流孔口出流
当容器中水面保持恒定不变，
完全收缩：孔口四周都发生的收缩的叫完全收缩。
部分周边收缩就是不完全收缩。 完善收缩：当孔口边缘离液面、底面或容器壁面的 距离 都不小与孔口对应边长的三倍时，流线收缩完全，称为充 分收缩或完善收缩。否则，就是不完善收缩。
下面讨论恒定孔口自由出流的公式：
（一）、恒定孔口自由出流
源自文库
对断面1-1：
列能量方程得
0.64
或流量系数
可参考有关手册。
（二）恒定孔口淹没出流 如果孔口在下游水面以下，则为孔口淹没出流，可以 写能量方程。 H v H v h 2g 2g 2 其中: hw 0 vc 2g 局部水头损失可以看成是断面突然扩大的水流的能量损失 Ac ( 1 ) 1 损失系数为: 0 A2
2
Q A 2 gH0 0.15m3 / s
二、恒定管嘴出流的计算 （一）自由出流：若在孔口上连接一段长为（ 3 ～ 4 ）d 的短管（d为孔径）液体经短管而流出的现象。
1-1断面与收缩断面
c-c 断面能量方程
p v p v H a c c c 0 c 2g g 2g g 2g
在孔口面积相同的情况下，通过管嘴的流量比孔口要大 。管嘴的有效水头多了一项
hv
，此项恰为收缩断面上的
2 gH0
真空值。假设
hv 0.75H 0
水断面逐渐收缩，并在距壁约d/2出完成。此时的断面流
线近似平行，符合渐变流条件，该断面称收缩断面。 即 c-c 断面，收缩断面的面积与 小孔的面积的比为收缩系数：
Ac ，的大小反映了水流的 。 A
收缩程度。
完全收缩和完善收缩的概念。
收缩系数与孔口形状、大小、位置及水头有关系。
完全收缩和完善收缩（充分收缩）的概念。
2
0 v0 2
同样令
H0 H
0 v0 2
2g
p a pc ) g
则
vc 2 g ( H 0
其中
1
c 0
则通过管嘴的流量
Q vc Ac vc A A 2 g ( H 0 A 2 g ( H 0 hv ) pc ) g
第八章 堰流及闸孔出流
8.1 概述 在容器壁上开孔 , 液体经过孔口泄流的水力现象 , 称为孔 口出流。若孔口上加设短管，而且壁厚或短管长度是孔口 尺寸的 3~4 倍，这段短管称为管嘴。经过管嘴的泄流，称 为管嘴出流。
水利工程中为了泄水或引水，常修建水闸或溢流坝 等建筑物，以控制河流或渠道的水位及流量。 水流受闸门控制而 从建筑物顶部与闸 门下缘间孔口流出 时，这种水流状态
H
。
3．宽顶堰流：
即 2.5 10 。
H
堰流和闸孔出流是两种不同的水流现象。
堰流与闸孔出流也存在着许多共同点。首先，堰流和
闸孔出流都是因水闸或溢流坝等建筑物壅高了上游水位， 在重力作用下形成的水流运动。其次，这两种水流都是在 较短的距离内流线发生急剧弯曲，离心惯性力对建筑物表 面的压强分布及建筑物的过水能力均有一定影响。
v hw 0 c 2g
2
z1 H ,
H
p1
0
c vc 2
2g
对 c-c 断面
hw
zc H c 0,
pc
0
0 v0 2
2g
令
， H0 H
1 c 0
0v0 2
2g
H：孔口水头。H0孔口全水头。
0 v0 2
2g
：行近流速水头。
则
vc
其出流过程的能量损失主要是局部损失。
闸孔出流和堰流是可以相互转化的。 随着闸门的开度逐渐 加大，过闸水流受到闸
门的约束越来越小，当
闸门开度增大到一定值 时，闸前水面下降并脱离闸门底缘，水流不再受闸门约 束，此时水流由闸孔出流转化为堰流。相反闸门开度减少 到一定值的时候，堰流也转化为闸孔出流。
闸底坎平顶堰时
叫做闸孔出流。
当顶部闸门完全开 启，闸门下缘脱离水面，闸门对水流不起控制作用时， 水流从建筑物顶部自由下泄，这种水流状态称为堰流。
堰坎外形及厚度不同其能量损失及过水能力也会不同。
工程上通常按照堰坎厚度 δ 与堰上水头H 的比值大小及水
流的特征将堰流分作：
1．薄壁堰流：
即
H 0.67
。
2．实用堰：
2 2 0 0 c c 1 w
所以
v 带入 hw ( 1) c 2g
0v0 2 c vc 2
2
2
v H H1 ( 1) c 2g 2g 2g z0 z
0v0
2g
2
H H1
0v0
2g
2
(b)
所以流量公式为:
Q A 2 gz0
淹没出流中的流量系数 , 一般与自由出流的流量系数 相同。
例：有一直径d=20cm的圆形锐缘孔口，其中心在水下的 深度为3.0m。孔前行进流速为0.8m/s，孔口处为完善收缩 的自由出流，求流量。 解：
d 0.2 0.06 0.1，为小孔口 H 3 A
4
d 2 0.0314
v 0.62, H 0 H 0 3.03 2g
通过孔口的水流则为恒定流。
根据孔口的直径与孔口水头的 比值将孔口分为小孔口
d 和大孔口。 H 0.1
d 0 .1 H
对小孔口，
由于孔直径比水头小的多，可
以近似认为孔口断面各点的压强和速度都相等。
过水断面的收缩：流水流经过孔口时，由于惯性的作用
，水流不能在孔口附近作直角转变，只能逐渐的弯曲，过
2 gH0 2 gH0
式中 为流速系数。
流量为 Q vc Ac A 2gH0 A 2gH0 式中 为孔口出流的流量系数。 缩系数。 根据实验，小孔口的
为孔口的收
缩系数
0.06, 0.97 ， ， 、收 0.62 。不同边界形式的孔口的流速系数
e 0.65 H
e 0.65 H
为闸孔出流； 为堰流；
闸底坎为曲线型堰流时
e 0.75 H e 0.75 H
为闸孔出流； 为堰流；
式中：e为闸孔开度；H为从堰顶算起的闸前水深。
8-2 孔口与管嘴出流
在容器侧壁上开孔，液体将从孔中流出，这种水流 现象称为孔口出流。
一、恒定流孔口出流
当容器中水面保持恒定不变，
完全收缩：孔口四周都发生的收缩的叫完全收缩。
部分周边收缩就是不完全收缩。 完善收缩：当孔口边缘离液面、底面或容器壁面的 距离 都不小与孔口对应边长的三倍时，流线收缩完全，称为充 分收缩或完善收缩。否则，就是不完善收缩。
下面讨论恒定孔口自由出流的公式：
（一）、恒定孔口自由出流
源自文库
对断面1-1：
列能量方程得
0.64
或流量系数
可参考有关手册。
（二）恒定孔口淹没出流 如果孔口在下游水面以下，则为孔口淹没出流，可以 写能量方程。 H v H v h 2g 2g 2 其中: hw 0 vc 2g 局部水头损失可以看成是断面突然扩大的水流的能量损失 Ac ( 1 ) 1 损失系数为: 0 A2
2
Q A 2 gH0 0.15m3 / s
二、恒定管嘴出流的计算 （一）自由出流：若在孔口上连接一段长为（ 3 ～ 4 ）d 的短管（d为孔径）液体经短管而流出的现象。
1-1断面与收缩断面
c-c 断面能量方程
p v p v H a c c c 0 c 2g g 2g g 2g
在孔口面积相同的情况下，通过管嘴的流量比孔口要大 。管嘴的有效水头多了一项
hv
，此项恰为收缩断面上的
2 gH0
真空值。假设
hv 0.75H 0
水断面逐渐收缩，并在距壁约d/2出完成。此时的断面流
线近似平行，符合渐变流条件，该断面称收缩断面。 即 c-c 断面，收缩断面的面积与 小孔的面积的比为收缩系数：
Ac ，的大小反映了水流的 。 A
收缩程度。
完全收缩和完善收缩的概念。
收缩系数与孔口形状、大小、位置及水头有关系。
完全收缩和完善收缩（充分收缩）的概念。
2
0 v0 2
同样令
H0 H
0 v0 2
2g
p a pc ) g
则
vc 2 g ( H 0
其中
1
c 0
则通过管嘴的流量
Q vc Ac vc A A 2 g ( H 0 A 2 g ( H 0 hv ) pc ) g
第八章 堰流及闸孔出流
8.1 概述 在容器壁上开孔 , 液体经过孔口泄流的水力现象 , 称为孔 口出流。若孔口上加设短管，而且壁厚或短管长度是孔口 尺寸的 3~4 倍，这段短管称为管嘴。经过管嘴的泄流，称 为管嘴出流。
水利工程中为了泄水或引水，常修建水闸或溢流坝 等建筑物，以控制河流或渠道的水位及流量。 水流受闸门控制而 从建筑物顶部与闸 门下缘间孔口流出 时，这种水流状态