宽顶堰过流能力计算表
09 闸孔出流过流能力计算
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''c t h h > 闸孔自由出流 9-2 ''c t h h = 闸孔自由出流9-3''c t 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:02s Q be gH σμ= (9—4)式中 :s σ—淹没系数,可由eH及z H ∆可查图9.4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。
宽顶堰过流量计算表
自由出流 1
1 29.89 0.8 1:0.00 圆形 29.89
自由出流 1
1 30.24 0.8 1:0.00 圆形 30.24
自由出流 1
1 30.59 0.8 1:0.00 圆形 30.59
自由出流 1
1 30.94 0.8 1:0.00 圆形 30.94
自由出流 1
1 31.29 0.8 1:0.00 圆形 31.29
其它堰 0.98 4817.25 20 9.8 567 546.5 20.5 0.48 0.351 1 0.20 0.0087
其它堰 0.93 5241.90 20 9.8 568 546.5 21.5 0.46 0.352 1 0.20 0.0083
其它堰 0.89 5685.73 20 9.8 569 546.5 22.5 0.44 0.353 1 0.20 0.0079
其它堰 2.35 1070.00 20 9.8 555 546.5 8.5 1.15 0.334 1 0.20 0.0212
其它堰 2.11 1287.14 20 9.8 556 546.5 9.5 1.03 0.336 1 0.20 0.0189
其它堰 1.90 1521.74 20 9.8 557 546.5 10.5 0.93 0.338 1 0.20 0.0171
10
2 321.3 320.5 0.8 2.50 0.361 1 0.20 0.2212
宽顶堰 11.11 13.68
10
2 321.4 320.5 0.9 2.22 0.362 1 0.20 0.1965
宽顶堰 10.00 16.05
10
2 321.5 320.5 1 2.00 0.362 1 0.20 0.1768
水闸水力计算
平底宽顶堰淹没出流过流能力计算(校核洪水)
一、输入参数
闸孔总净宽………………………B0=84m 重力加速度……………………… g=9.81
上游水位……………………… H上=1301.65m 上游行进流速……………V0=2
底板高程…………………… H上底=1292.5 侧收缩系数……………ε=0.95
下游水位……………………… H上=1299.57m 流量系数……………m=0.38
下游底高程………………… H下底=1292m
二、计算过程
1、当hs/H0<0.9
上游水深 H=9.150m流速水头 V0^2/2/g=0.204
下游水深 h s=7.570m计入行近流速水头的堰上水深 H0=9.354淹没系数σ=2.31hs/H0(1-hs/H0)^0.4=0.964
淹没出流过流能力 Q=3702.445
2、当hs/H0>0.9
综合流量系数μ0=0.902
淹没出流过流能力 Q=3394.634
附:侧收缩系数计算
1、单孔闸
闸孔净宽…………………… b0=4m 上游河道一半水深处的宽度… b s=6m 堰流侧收缩系数ε=0.948
2、多孔闸
闸孔孔数…………………… n=6 中闸墩厚度……………………… d z=4m 闸孔净宽…………………… b0=14m 边闸墩厚………………………b b=3m
中闸孔侧收缩系数εz=0.964中闸孔侧收缩系数εz=0.958
堰流侧收缩系数ε=0.963。
宽顶堰流计算公式
糙率(n)面积(s)
比降(i)水力半径(R)谢才系数(C) 水深(h) 流量(Q)流速v
hs/H0
28+908-29+115
10.0
0
0.014
20.90
0.01
1.474
76.20
2.090
193.32 9.250555 0.413989
孔数(个) 1 单宽b(m) 10 上游流速水头V0(m) 0.05 不计行进流速的堰上水头H(m) 5.50 计入行进流速的堰上水头H0(m) 5.55 流量系数m 0.39 流量(m3/s) 222.98 试算上游流速V0(m) 1.01 桩号 底宽(b) 边坡(m)
0
0.014
3.93
0.01
0.364
60.36
0.393
14.3 3.641871 0.261258
孔数(个) 1 单宽b(m) 10 上游流速水头V0(m) 0.02 不计行进流速的堰上水头H(m) 2.00 计入行进流速的堰上水头H0(m) 2.02 流量系数m 0.39 流量(m3/s) 48.90 试算上游流速V0(m) 0.61 桩号 底宽(b) 边坡(m)
糙率(n)面积(s)
比降(i)水力半径(R)谢才系数(C) 水深(h) 流量(Q)流速v
hs/H0
28+908-29+115
10.0
0
0.014
38.81
0.01
2.185
81.37
3.881
466.84 12.02783 0.427167
孔数(个) 1 单宽b(m) 10 上游流速水头V0(m) 0.09 不计行进流速的堰上水头H(m) 9.50 计入行进流速的堰上水头H0(m) 9.59 流量系数m 0.39 流量(m3/s) 506.21 试算上游流速V0(m) 1.33 桩号 底宽(b) 边坡(m)
宽顶堰过流量计算表
宽顶堰 2.67 870.48 20 9.8 554 546.5 7.5 1.31 0.332 1 0.20 0.024
其它堰 2.35 1070.00 20 9.8 555 546.5 8.5 1.15 0.334 1 0.20 0.0212
其它堰 2.11 1287.14 20 9.8 556 546.5 9.5 1.03 0.336 1 0.20 0.0189
返回目录
淹没否
单孔 σc
孔数n
每孔宽 b
边墩厚
引渠边坡 m
边墩头部 形式
单孔时 B
自由出流 1
1 26.38 0.80 1:0.00 圆形 26.38
自由出流 1
1 26.73 0.8 1:0.00 圆形 26.73
自由出流 1
1 27.08 0.8 1:0.00 圆形 27.08
自由出流 1
1 27.43 0.8 1:0.00 圆形 27.43
宽顶堰 3.23 89.66
10
2 323.6 320.5 3.1 0.65 0.371 1 0.20 0.0567
宽顶堰 3.12 94.10
10
2 323.7 320.5 3.2 0.62 0.371 1 0.20 0.0549
宽顶堰 3.03 98.61
10
2 323.8 320.5 3.3 0.61 0.371 1 0.20 0.0533
宽顶堰 4.44 380.49 20 9.8 551 546.5 4.5 2.18 0.324 1 0.20 0.0402
宽顶堰 3.64 525.19 20 9.8 552 546.5 5.5 1.78 0.327 1 0.20 0.0329
宽顶堰 3.08 688.59 20 9.8 553 546.5 6.5 1.51 0.329 1 0.20 0.0278
宽顶堰流流量计算举例.
宽顶堰流水力分析与计算
案例分析: 1.水流现象分析 闸门全开,水面无 约束为堰流 。 2.流量公式确定 5.淹没系数ζs确定
(1)淹没条件
Q s mB 2gH0
3/2
(2)淹没系数确定 淹没系数与hs/H0有关,查表求得。
3.流量系数m确定 4.侧收缩系数ε确定
水力分析与计算
宽顶堰流水力分析与计算
——迭代一次计算流量
由流量再求 H 0 2.59m,再求 Q 39.66m3 / s
Q=39.66m3/s
——迭代二次计算流量
小结、布置任务
小结:
1. 由水流现象分析确定计算公式
Q s mB 2gH0
3/2
2. 根据流量公式,借助表、经验公式能确定流量系数m、侧收缩系数ε 和淹没系数σs。
b b 1 4 1 B0 B0 P 3 0.2 1 H a0
1
3
边墩头部为圆形,B 0 b
1
3
a0 0.2 0.1 P1 H
4
b b 1 1 B0 B0
a0
3
0.2
P1 H
4
b b 1 b b
淹没系数ζs确定:
(1)淹没条件
hs 0.8 H0
(2)淹没系数σs确定
hs H0
淹没系数与hs/H0有关,查表求得。
0.80 1.00 0.84 0.97 0.81 0.995 0.85 0.96 0.82 0.990 0.86 0.95 0.83 0.98 0.87 0.93
ζs
hs H0
ζs
案例讲解: 1.水流现象分析:堰流
hs ht P2 2.63 0.5 2.13m
过流能力计算1
1 基本资料
1闸室单孔净宽5m,共3孔,中墩厚1m,边墩厚0.8m。
闸墩上下游均为半圆形结构。
2控泄条件:上游50年一遇设计洪水位38.757m ,下游南沙河对应20年一遇洪水位38.49m,控泄流量77m 3/s。
2 计算方法
采用宽顶堰流公式进行计算。
参见《水力计算手册》式3-1-1
式中:Q --- 流量 (m 3/s);
b --- 每孔净宽 (m);
n --- 闸孔孔数 (个);H 0 --- 包括行近流速水头的堰前水头,即:v 0 --- 行近流速 (m/s);
m --- 流量系数,参见表3-2-3~表3-2-6;
σs --- 淹没系数,参见表3-2-8;
σc --- 侧收缩系数,因流量系数由表3-2-3~表3-2-6直接查出,不再计算;
3
4 计算成果根据计算,过闸流量大于控泄流量77m 3/s,满足过流要求。
桩号7+426排水闸过流能力计算
0.910.920.9149
0.780.740.01530.7553。
宽顶堰流计算公式
hs/H0
28+908-29+115
10.0
0
0.014
1.33
0.01
0.129
50.78
0.133
2.4201 1.825183 0.264796
孔数(个) 1 单宽b(m) 10 上游流速水头V0(m) 0.00 不计行进流速的堰上水头H(m) 1.00 计入行进流速的堰上水头H0(m) 1.00 流量系数m 0.39 流量(m3/s) 6.83 试算上游流速V0(m) 0.17 桩号 底宽(b) 边坡(m)
糙率(n)面积(s)
比降(i)水力半径(R)谢才系数(C) 水深(h) 流量(Q)流速v
hs/H0
28+908-29+115
10.0
0
0.014
31.88
0.01
1.947
79.82
3.188
355.08 11.13688 0.421121
孔数(个) 1 单宽b(m) 10 上游流速水头V0(m) 0.08 不计行进流速的堰上水头H(m) 8.00 计入行进流速的堰上水头H0(m) 8.08 流量系数m 0.39 流量(m3/s) 391.18 试算上游流速V0(m) 1.22 桩号 底宽(b) 边坡(m)
糙率(n)面积(s)
比降(i)水力半径(R)谢才系数(C) 水深(h) 流量(Q)流速v
hs/H0
28+908-29+115
10.0
0
0.014
25.21
0.01
1.676
77.85
2.521
254.1 10.07856 0.416222
孔数(个) 1 单宽b(m) 10 上游流速水头V0(m) 0.06 不计行进流速的堰上水头H(m) 6.50 计入行进流速的堰上水头H0(m) 6.56 流量系数m 0.39 流量(m3/s) 286.49 试算上游流速水头V0(m) 1.10 桩号 底宽(b)
宽顶堰流流量计算举例
n
3
宽顶堰流水力分析与计算
案例讲解:
hs ht P2 2.63 0.5 2.13m
1.水流现象分析:堰流
2.流量公式
Q smB
2g
H 3/2 0
3.流量系数m确定 m=0.505
H0
H
v02 2g
H=H1-P1=2.5m
迭代试算判断是否淹没,确定 淹没系数及流量。
4.侧收缩系数ε确定 ε=0.967
3.流量系数m确定 m=0.378
4.侧收缩系数ε确定
1
3
a0 0.2
P1
4
b B0
1
b B0
分别计算边孔、H中孔收缩系数,
然后加权平均计算侧收缩系数。
边墩头部为圆形,B0 b
1
3
a0 0.2
P1
4
b B0
1
b B0
1
3
a0 0.2
P1
4
b b
1
b
b
H
H
1
3
0.1 0.2 0.6
4.侧收缩系数ε确定
水力分析与计算
宽顶堰流水力分析与计算
侧收缩系数ε确定:
1
3
a0 0.2
P1
4
b B0
1
b B0
——单孔
H
1 n
n
2
2
——多孔
B0—上游引水渠宽度; α0—反映墩头形状对侧收缩影响 的系数;墩头为矩 形 α0 =0.19;墩头 为圆弧形, α0 =0.1 。
ε’、ε”分别为中孔、边孔侧收
堰流 ,且为宽顶堰流。
2.流量公式确定
Q smB
宽顶堰流的水力计算
宽顶堰流的火力估计之阳早格格创做如图所示,火流加进有底坎的堰顶后,火流正在笔直目标受到堰坎鸿沟的拘束,堰顶上的过火断里缩小,流速删大,势能转移为动能.共时堰坎前后爆收的局部火头益坏,也引导堰顶上势能减小.所以宽顶堰过堰火流的特性是进心处火里会爆收明隐跌降.从火力教瞅面瞅,过火断里的缩小,不妨是堰坎引起,也不妨是二侧横背拘束引起.当明渠火流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或者涵洞)的进心等修筑物时,由于进心段的过火断里正在仄里上中断,使过火断里减小,流速加大,部分势能转移为动能,也会产死火里跌降,那种震动局里称为无坎宽顶堰流,仍按宽顶堰流的要领举止分解、估计.(一)流量系数宽顶堰的流量系数与决于堰的进心形状战堰的相对于下度,分歧的进心堰头形状,可按下列要领决定.1、进心堰头为直角(8-22)2、进心堰头为圆角(8-23)3、斜坡式进心流量系数可根据及上游堰里倾角由表采用.正在公式(8-22)、(8-23)中为上游堰下.当≥3时,由堰下引起的火流垂背中断已达到相称充分程度,故估计时将出有思量堰下变更的做用,按=3代进公式估计值.由公式不妨瞅出,宽顶堰的流量系数的变更范畴正在0.32~0.385之间,当=0时,=0.385,此时宽顶堰的流量系数值最大.比较一下真用堰战宽顶堰的流量系数,咱们不妨瞅到前者比后者大,也便是道真用堰有较大的过火本领.对于此,不妨那样去明白:真用堰顶火流是流线进与蜿蜒的慢变流,其断里上的动火压强小于按静火压强顺序估计的值,即堰顶火流的压强战势能较小,动能战流速较大,故过火本领较大;宽顶堰则果堰顶火流是流线近似仄止的渐变流,其断里动火压强近似按静火压强顺序分散,堰顶火流压强战势能较大,动能战流速较小,故过火本领较小.(二)侧中断系数宽顶堰的侧中断系数仍可按公式(8-21)估计.(三)淹出系数当堰下游火位降下到做用宽顶堰的溢流本领时,便成为淹出出流.考查标明:当≥0.8时,产死淹出出流.淹出系数可根据由表查出.无坎宽顶堰流正在估计流量时,仍可使用宽顶堰流的公式.但是正在估计中普遍出有单独思量侧背中断的做用,而是把它包罗正在流量系数中一并思量,即(8-24)式中为包罗侧中断做用正在内的流量系数.可根据进心翼墙形式及仄里中断程度查得.表中为引火渠的宽度,为闸孔宽度,为圆角半径.无坎宽顶堰流的淹出系数可近似由表查得:? 例:? 某进火闸,闸底坎为具备圆角进心的宽顶堰,堰顶下程为22.0m,渠底下程为21.0m.共10孔,每孔洁宽8m,闸墩头部为半圆形,边墩头部为流线形. 当闸门齐启,上游火位为25.50m,下游火位为23.20m,出有思量闸前止近流速的做用,供过闸流量.解:(1)推断下游是可淹出=0.34<0.8 为自由出流(2)供流量系数(3)供侧中断系数查表8-6得边墩形状系数=0.4,闸墩形状系数=1-0.2[(10-1)0.45+0.4]=108例8-11? 某进火闸,具备直角形的前沿闸坎,坎前河底下程为100.0m,河火位下程为107.0m,坎顶下程为103.0m.闸分二孔,闸墩头部为半圆形,边墩头部为圆角形.下游火位很矮,对于溢流无做用.引火渠及闸后渠讲均为矩形断里.宽度均为20m,供下鼓流量为200m3/s时所需闸孔宽度.解:(1)=107.0-103.0=4m, ==103.0-100.0=3m总火头=+=4+(2) 按公式(8-22)供流量系数果值与闸孔宽度有闭,此时已知,收端假定则==查表得闸墩形状系数=0.45,边墩形状系数=1-0.2[(2-1)0.45+0.7]此值与本假定的值较交近,现用值=此值与第一次成果已很交近,即用此值为末尾估计成果,故每孔洁宽==8.4m,本质工程中应试虑与闸门的尺寸为整数.。
水闸水力计算(宽顶堰)xls
流量系数 m
0.380
侧收缩系数 ε 淹没系数 σ
0.950 1.000
流量 Q
391.489
←已经计入侧收缩系数,
2.61 % 0.14 % 0.01 % 0.00 % 0.00 % 0.00 %
Q6=
429.33 m3/s
Q7=
429.33 m3/s
Q=
429.33 m3/s
行进流速v=
1.45 m/s
过闸流速 V=
4.18 m/s
宽顶堰水力计算:流量计算主要计算流量系数、侧收缩系数、淹没系数,如 下游为自由出流,则不用计算淹没系数。有坎宽顶堰的流量系数重新取。
Q=εσmB (2g)^0.5*H03/2
无坎宽顶堰
闸孔数 中间闸墩厚
河道宽
3孔 2.000 m 52.000 m
每孔净宽 上游翼墙计算厚度 上游翼墙收缩角度
6.000 m 3.000 m 7.000 °
闸底板高程
2328.800 m
上游水位高程
2333.500 m
堰孔总净宽 B 中孔流量系数 m1
边孔流量系数 m2
18.000 m r/b b/B r/b b/B cotθ
上游水深 H0 0.167 0.750 0.167 0.750 8.144
5.700 m Biblioteka 1= 0.385m2= 0.385
加权平均流量系数 m
0.385
计入行进流速影响,开始试算,当流量变化不大时,可确定为所计算流量。
第一次近似计算: 第二次近似计算: 第三次近似计算: 第四次近似计算: 第五次近似计算: 第六次近似计算: 第七次近似计算:
计算结果:
v1=0.00 m/s v2=1.41 m/s v3=1.45 m/s v4=1.45 m/s v5=1.45 m/s v6=1.45 m/s v7=1.45 m/s
06堰流过流能力的计算
专题6. 堰流过流能力的计算堰流过流能力计算的特点是计算参数较多,且很多参数的确定需要借助于查图或查表,甚至有些参数如堰上总水头H的确定等需要迭代。
堰流的基本计算公式32sQσε=(6-1)式中:Q为过堰流量,m3/s;sσ为淹没系数,当自由出流时,取值为1;ε为侧收缩系数,当有侧收缩时,1ε<,无侧收缩时,1ε=;H为堰上总水头,m。
【工程任务】如图6.1所示,某直角进口堰,堰顶厚度δ=5m,堰宽与上游矩形渠道宽度相同,b=1.28m,求过堰流量。
图6.1 堰流示意图【分析与计算】(1)判别堰型55.880.85Hδ==所以该堰为宽顶堰。
(2)确定系数B b=所以1ε=359.085.05.01<==HP所以1130.320.010.460.75PHmPH-=++0.3466=m80.073.020<=-=≈HP h H h H h t s s 所以1s σ= (3)第一次近似计算流量 设010.85H H ==m32321010.3466 1.28 4.430.85 1.54Q ==⨯⨯⨯=m 3/s(4)第二次近似计算流量22201102220 1.540.850.892219.6(1.28 1.35)v Q H H H g gA =+=+=+=⨯⨯m 3232020.3466 1.28 4.430.89 1.65Q ==⨯⨯⨯= m 3/s(5)第三次近似计算流量22202203220 1.540.850.902219.6(1.28 1.35)v Q H H H g gA =+=+=+=⨯⨯m 3323030.3466 1.28 4.430.90 1.68Q ==⨯⨯⨯=m 3/s323 1.68 1.651.791.68Q Q Q --==﹪ 符合要求。
(6)验证出流形式8.0689.003203<=-=H P h H h t s 仍为自由出流。
所以所求流量为1.68 m 3/s 。
宽顶堰堰流泄流能力计算标
顶堰堰流泄流能力计算(P=1)闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.908872896总净宽B050侧收缩系数ξ0.945842194闸墩厚度dz4断面面积2321.5436b b30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.278656闸墩顶高程190.62189.18 1.44堰上水深H020.88464下游水位189.14 1.48自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s19.140.916463闸墩高H21.12淹没系数σ0.784293m(直角)0.382298m(圆角)0.38409自由过流流量Q淹没过流流量QQ(直角)7643.299Q(直角)5994.589Q(圆角)7679.122Q(圆角)6022.6855290顶堰堰流泄流能力计算(P=2)闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.908872896总净宽B050侧收缩系数ξ0.945842194闸墩厚度dz4断面面积2321.5436b b30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.0159闸墩顶高程189.42188.16 1.26堰上水深H019.62713下游水位188.12自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s18.120.923212闸墩高H19.92淹没系数σ0.76389m(直角)0.382129m(圆角)0.384037自由过流流量Q淹没过流流量QQ(直角)6960.388Q(直角)5316.97Q(圆角)6995.134Q(圆角)5343.5124680顶堰堰流泄流能力计算(P=5)闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.909780316总净宽B050侧收缩系数ξ0.946023678闸墩厚度dz4断面面积1715.1756b b25.9原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.250498闸墩顶高程187.38186.430.95堰上水深H017.63814下游水位186.39自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s16.390.929236闸墩高H17.88淹没系数σ0.744154m(直角)0.381792m(圆角)0.38393自由过流流量Q淹没过流流量QQ(直角)5925.537Q(直角)4409.51Q(圆角)5958.725Q(圆角)4434.2063860顶堰堰流泄流能力计算(P=10)闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.910700081总净宽B050侧收缩系数ξ0.946207631闸墩厚度dz4断面面积1468.0005b b23原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.207084闸墩顶高程185.67184.890.78堰上水深H015.91828下游水位184.85自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s14.850.93289闸墩高H16.17淹没系数σ0.731405m(直角)0.381447m(圆角)0.383822自由过流流量Q淹没过流流量QQ(直角)5076.737Q(直角)3713.148Q(圆角)5108.336Q(圆角)3736.263240顶堰堰流泄流能力计算(P=20)闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.910700081总净宽B050侧收缩系数ξ0.946207631闸墩厚度dz4断面面积1468.0005b b23原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 1.811988闸墩顶高程184.05183.350.7堰上水深H014.21734下游水位183.32自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s13.320.936884闸墩高H14.55淹没系数σ0.716727m(直角)0.38105m(圆角)0.383696自由过流流量Q淹没过流流量QQ(直角)4280.706Q(直角)3068.1Q(圆角)4310.431Q(圆角)3089.4042660顶堰堰流泄流能力计算(P=50)闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.910700081总净宽B050侧收缩系数ξ0.946207631闸墩厚度dz4断面面积1468.0005b b23原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 1.144414闸墩顶高程180.63180.120.51堰上水深H010.69675下游水位180.08自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s10.080.942342闸墩高H11.13淹没系数σ0.695287m(直角)0.379857m(圆角)0.383316自由过流流量Q淹没过流流量QQ(直角)2784.861Q(直角)1936.278Q(圆角)2810.226Q(圆角)1953.9131680υ00.948002 Q5305.21υ00.951645 Q4686.042υ00.954973 Q3870.793υ00.957027 Q3251.552υ00.959302 Q2679.399υ00.962464 Q1686.547。
宽顶堰流的水力计算
宽顶堰流得水力计算如图所示,水流进入有底坎得堰顶后,水流在垂直方向受到堰坎边界得约束,堰顶上得过水断面缩小,流速增大,势能转化为动能。
同时堰坎前后产生得局部水头损失,也导致堰顶上势能减小。
所以宽顶堰过堰水流得特征就是进口处水面会发生明显跌落。
从水力学观点瞧,过水断面得缩小,可以就是堰坎引起,也可以就是两侧横向约束引起。
当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或涵洞)得进口等建筑物时,由于进口段得过水断面在平面上收缩,使过水断面减小,流速加大,部分势能转化为动能,也会形成水面跌落,这种流动现象称为无坎宽顶堰流,仍按宽顶堰流得方法进行分析、计算。
(一)流量系数宽顶堰得流量系数取决于堰得进口形状与堰得相对高度,不同得进口堰头形状,可按下列方法确定。
1、进口堰头为直角(8-22)2、进口堰头为圆角(8-23)3、斜坡式进口流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。
在公式(8-22)、(8-23)中为上游堰高。
当≥3时,由堰高引起得水流垂向收缩已达到相当充分程度,故计算时将不考虑堰高变化得影响,按=3代入公式计算值。
由公式可以瞧出,宽顶堰得流量系数得变化范围在0、32~0、385之间,当=0时,=0、385,此时宽顶堰得流量系数值最大。
比较一下实用堰与宽顶堰得流量系数,我们可以瞧到前者比后者大,也就就是说实用堰有较大得过水能力。
对此,可以这样来理解:实用堰顶水流就是流线向上弯曲得急变流,其断面上得动水压强小于按静水压强规律计算得值,即堰顶水流得压强与势能较小,动能与流速较大,故过水能力较大;宽顶堰则因堰顶水流就是流线近似平行得渐变流,其断面动水压强近似按静水压强规律分布,堰顶水流压强与势能较大,动能与流速较小,故过水能力较小。
(二)侧收缩系数宽顶堰得侧收缩系数仍可按公式(8-21)计算。
(三)淹没系数当堰下游水位升高到影响宽顶堰得溢流能力时,就成为淹没出流。
试验表明:当≥0、8时,形成淹没出流。
淹没系数可根据由表查出。