堰流实验
明渠堰流实验报告
明渠堰流实验报告实验目的本次实验旨在通过对明渠堰流的实验研究，深入了解明渠中的水流特性、流量计算方法以及影响水流的各种因素。
实验原理明渠堰流是指在明渠中流动的水流受到堰的阻碍而形成的流动现象。
在此实验中，我们将通过调整堰高、宽度和水位变化来研究明渠中的堰流特性。
实验装置实验装置主要由明渠、堰板和水泵组成。
明渠由透明材料制成，堰板的高度、宽度可调节，水泵提供水源。
实验步骤1. 将水泵接通电源，调节水泵流量使其保持稳定。
2. 调节堰板的高度和宽度，使得水流形成明渠堰流。
3. 通过液晶显示屏记录明渠中水位的变化。
4. 在不同的堰高、宽度下重复步骤2-3，得到一组数据。
5. 根据实验数据计算流量，并绘制流量-堰高、流量-堰宽的关系图。
实验结果与分析根据实验数据，我们得到了不同堰高和堰宽下的流量数据，并绘制了流量-堰高、流量-堰宽的关系图。
通过分析数据，我们得出以下结论：1. 堰高对流量的影响：堰高越高，流量越小。
因为堰高的增加会增加水流阻力，导致实际流量减小。
2. 堰宽对流量的影响：堰宽越宽，流量越大。
由于堰宽增大，水流的横截面积变大，从而提高了流量。
3. 实际流量与理论流量的差异：在实际实验中，我们发现实际流量要比理论流量小。
这是因为实验中存在一些不可避免的损失，如水流摩擦、边缘效应等。
实验认识与体会通过本次实验，我们对明渠堰流的特性有了更深入的了解。
实验过程中，我们通过调整堰高和堰宽，观察水位变化并计算流量，从而得出了堰高、堰宽与流量之间的关系。
同时，我们也发现实验结果与理论计算存在一定的差异，这提示我们在实际应用中需要考虑一些额外因素，如摩擦、边缘效应等。
总的来说，本次实验让我们对明渠堰流有了更加深入的了解，培养了我们观察、分析和计算的能力。
通过这个实验，我们对流体力学的知识有了更加直观的认识和体会。
堰流实验水跃实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解堰流和水跃现象的物理原理。
2. 通过实验观察堰流和水跃的形态，分析其影响因素。
3. 测量堰流和水跃的参数，验证理论公式。
4. 掌握实验操作技能，提高实验数据处理和分析能力。
二、实验原理1. 堰流：当水流通过堰顶时，由于流速和断面的突然变化，会在堰后形成一定的水头损失。
根据流量和堰后水头损失的关系，可以推导出流量与堰后水头损失的关系式。
2. 水跃：当急流进入缓流时，水流速度降低，部分动能转化为位能，形成水跃。
水跃现象主要表现为水深的急剧增加和流速的减小。
根据水流连续性方程和能量方程，可以推导出水跃的水深和流速的关系式。
三、实验仪器与设备1. 堰流实验装置：堰板、水槽、流量计、计时器等。
2. 水跃实验装置：水跃池、水位计、计时器等。
3. 数据采集与分析软件。
四、实验步骤1. 堰流实验：（1）调整堰板高度，确保堰后水流平稳。
（2）开启水源，控制流量，使堰后水流平稳。
（3）测量堰后水头损失，记录流量和水位数据。
（4）重复实验，记录不同流量下的数据。
2. 水跃实验：（1）调整水跃池水位，确保水跃现象明显。
（2）开启水源，控制流量，使水流通过水跃池。
（3）测量水跃前后的水深和流速，记录数据。
（4）重复实验，记录不同流量下的数据。
五、实验结果与分析1. 堰流实验：（1）根据流量和堰后水头损失的数据，绘制流量-水头损失曲线。
（2）分析曲线特点，验证流量与水头损失的关系式。
2. 水跃实验：（1）根据水跃前后的水深和流速的数据，绘制水深-流速曲线。
（2）分析曲线特点，验证水深和流速的关系式。
（3）分析水跃现象的影响因素，如流量、水跃池形状等。
六、实验结论1. 堰流实验验证了流量与水头损失的关系式，表明在堰后水流平稳的条件下，流量与水头损失呈线性关系。
2. 水跃实验验证了水深和流速的关系式，表明在水跃现象中，水深与流速呈反比关系。
3. 通过实验，了解了堰流和水跃现象的物理原理，掌握了实验操作技能，提高了实验数据处理和分析能力。
堰流实验
堰流实验一、实验目的要求1、了解堰、堰流的概念。
2、观察宽顶堰、实用堰的水流现象以及下游水位变化对宽顶堰过流能力的影响。
3、分析各种堰流的水力特性。
二、实验装置实验装置见图：1.有机玻璃实验水槽；2.稳水孔板；3.测针；4.实验堰；5.三角堰量水槽；6.三角堰水位测针筒7.多孔尾门；8.尾门升降轮；9.支架；10.旁通管微调阀门；11.旁通管；12.供水管；13.供水流量调节阀；14.水泵；15.蓄水箱本实验装置通过改变不同堰体，可演示常见的各种堰流现象及其下游水流衔接形式。
包括宽顶堰流、实用堰流、底流消能、挑流消能、面流和消力戽消能等。
此外，还可演示平板闸下出流、薄壁堰流。
在实验过程中可根据情况具体安排实验内容。
三、实验原理1.堰流现象堰在水利工程中既是挡水建筑物又是泄水建筑物，其作用是抬高水位和宣泄流量。
在水力学中，把顶部溢流的水工建筑物称为堰。
当水流从堰上溢流时，水面线为一条光滑的降落曲线，并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的影响，其出流过程的能量损失主要是局部水头损失。
堰的分类按堰沿水流方向的厚度占和上游水头H的比值分为薄壁堰，实用堰和宽顶堰，如图9.1所示。
当δ/H<0.67 薄壁堰0.67<δ/H<2.5 实用堰（曲线形、折线形）2.5<δ/H< 10 宽顶堰按下游水位对泄流量的影响，堰还分为自由出流和淹没出流。
当下游水位不影响堰的泄流能力时称为自由堰，反之称为淹没堰。
按有无侧收缩，堰又可分为无侧收缩堰和有侧收缩堰。
当溢流宽度与上游渠道的宽度相等时，称为无侧收缩堰流；当溢流宽度小于上游渠道宽度时，称为有侧收缩的堰流。
图9.2 堰的分类2.堰流的基本公式堰流的一般公式为2302H g mb Q εσ= 式中Q 为流量；b 为堰宽；m 为流量系数；Ho 为堰上总水头，可用下式计算g v a H H 22000+= 对于矩形断面)(0P H b Qv +=式中v 0为堰前行近流速；H 为堰上水头；P 为堰高。
流体力学 第7章堰流
α1 + ζ
——流速系数。
·148·
第7章
堰流
·149·
设 m = ϕ k 1 − ξ ， m 称为堰流的流量系数。则：
32 Q = mb 2 g H 0
(7-1)
上式为水流无侧收缩时堰流流量计算的基本公式，对堰顶过水断面为矩形的薄壁堰、 实用堰及宽顶堰流都适合。如堰流存在侧向收缩以及堰下游水位对过堰水流有影响时，应 用上式时必须进行修正。 7.2.1 薄壁堰的水力计算 薄壁堰流的水头与流量的关系稳定， 因此， 常用作实验室或野外流量测量的一种工具。 根据堰口形状的不同，薄壁堰可分为三角形、矩形和梯形薄壁堰。三角形薄壁堰常用于测 量较小的流量，矩形和梯形薄壁堰常用于测量较大的流量。
图 7.4 直角三角形薄壁堰
(1) 汤姆逊(Thompsom)公式： Q = 1.4 H 2.5
3
(7-5)
上 式 中 ， H 必 须 以 米 代 入 ， Q 以 m s 计 。 此 式 适 用 范 围 为 ： 堰 顶 夹 角 θ = 90° ，
H = 0.05 ~ 0.25m 。 (2) 金格公式：
按公式(7-2)计算流量为：
Q = m0 b 2 g H 3 2 = 0.4371 × 0.5 × 2 × 9.8 × 0.33 2 = 0.159 m3 s
7.2.2 实用堰的水力计算 实用堰主要用作水利工程中最常见的挡水和泄流的水工建筑物(溢流坝)或净水建筑物 的溢流设备，它的剖面形式是由工程要求所决定的。如采用混凝土修筑的中、高溢流堰， 堰顶剖面常做成适于过流的曲线形，称为曲线形实用堰(图 7.2(b)), 如采用不便加工成曲线 的条石或其他材料修筑的中、低溢流堰，堰顶剖面常做成折线形，称为折线形实用堰(图 7.2(c))。 实验表明，堰顶曲线形状对曲线形实用堰泄流能力影响最大，因此对堰顶曲线形状的 研究有重要的工程意义。确定堰顶曲线的一般方法是：在一定的水头(又称为定型水头)下， 使它的轮廓接近或稍高于无侧收缩矩形薄壁堰水舌下缘曲线。这样，堰面上的动水压强就 等于或稍大于大气压强，而不发生真空，这种堰称为非真空堰。从能量转化观点来看，如 果曲线形实用堰堰顶曲线高出无侧收缩矩形薄壁堰水舌下缘曲线越多(图 7.5(a))， 堰面对水 舌顶托作用越大，堰面压强越大，堰顶水流的压能和势能也越大，由上游水流的势能所转 化的动能则越小，即流速越小，因此流量越小，对溢流就越不利。
堰流实验
实验十 堰流实验一、实验目的1．实测自由出流条件下实用堰（或宽顶堰）流量系数m 值的大小，点绘流量系数m 值和堰上仝水头H 0之间的关系曲线，加深对m 值影响因素的理解。
2．测定堰流淹没系数，观察堰流从自由出流到淹没出流变化的水流现象。
二、实验原理及设备1．原理在明渠中，当设置某一堰型的建筑物后，水流的运动状态发生一有规则变化，根据能量方程导出在无侧收缩自由出流时堰流的基本公式是：2/30H g 2mb Q = 2/30H g 2b /Q m =∴2．打开进水阀门，放入水槽，并调节尾门，保持自由出流，待水流稳定后分别测量量水堰和实用堰堰（3-4）H 处的水面测针读数。
3．从小到大依次改变流量，重复以上步骤，共做3-6次。
4．测定最后一次后，调节尾门，改变下游水深，使堰流从自由出流缓缓向淹没出流过渡，并注意观察堰上、下游水位变化情况，对宽顶堰，当0sH h ≥0.8即为淹没出流，对WES剖面的实用堰当0sH h ≥0.15即为淹没出流。
5．当水流变成淹没出流时，读记该状态下堰上游水面针读数和堰下游水面测针读数。
6．列表计算，并点绘各种流量下的H 0~m 关系曲线，分析m 值随H 0的变化规律。
7．在绘好的H 0~m 关系曲线上，据淹没状态下H 0查m 值，将淹没状态下的m 和H 0代入式2/30H g 2mb /Q =σ中去，计算出σ来。
注意事项：（1）实测堰流流量系数时应从小到大依次改变测量，每次的改变量不要太大，尽量使每次的改变量大致相同。
（2）每改变一次流量，都尽可能观察几分钟，待水流稳定后再测量。
（3）实没堰流流量系数时的最小流量，不宜太小，要保持上游量水堰水舌脱离堰板，且保证被测的宽顶堰的δ/H 0>0.67。
（4）实验时流量也不宜过大，流量过大，水流容易外溅，且因强烈紊动而引起水面波动，使测针读数不准。
（5）实测堰流的淹没系数时，应在大流量的情况下，保持来流固定，改变下游水深而形成淹没。
堰流实验
6.改变进水阀门开度（其中一种造成下游水深高于堰高），测量5个不同流量下的实验参数。
10.5数据处理及成果要求
1．记录有关信息及实验常数
实验设备名称：__________________实验台号：_________
实验者：______________________实验日期：_________
10.3实验原理
1．堰的分类
根据堰墙厚度或顶长与堰上水头H的比值不同而分成三种：薄壁堰（/H＜0.67）；实用堰（0.67＜/H＜2.5）；宽顶堰（2.5＜/H＜10）。
实验时，需检验/H是否在实验堰的相应范围内。
2．堰流流量公式：
自由出流
淹没出流
由自由出流流量公式知，只要测定 、H0，则可得出堰流流量因素m值。
1．量测堰上水头H值时，堰上游水位测针读数为何要在堰壁上游（3～5）H附近处测读？
2．为什么宽顶堰要在2.5＜/H＜10的范围内进行实验？
表8.1.1直角进口宽顶堰流量因数测记表
实验次数
三角堰上游水位
01
/10-2m
堰上游水位
1
/10-2m
堰下游水位
3
/10-2m
实测流量
/(10-6m3/s)
堰顶水头
渠宽b＝10-2m；宽顶堰厚度＝10-2m；
上游渠底高程2＝10-2m；堰顶高程0＝10-2m；
上游堰高P1＝10-2m；
三角堰流量公式为
其中，三角堰顶高程00＝10-2m；A=；B=。
2．实验数据记录及计算结果（参表8.1.1）
3．成果要求
对堰流流量因数m的实测值与经验值进行分析比较。
流体力学(第二版)课件：7 堰流
k
1
3
1b 2gH02
称为堰
堰流水力 计算的基
m k 1 k 1 1
的流量 系数
本公式
3
Q mb 2g H 02
m k
1 k 1
1
主要反映局部水头损失的影响；
ξ表示堰顶1－1断面的平均测压管水头与堰上全水头之比 值；
k反映了堰顶水股的收缩程度。
因此，不同水头、不同类型、不同尺寸的堰流，其流量系 数m值各不相同。
根据这种定义，宽顶堰流又可分为有坎宽顶堰流和无坎宽顶堰 流两种。无坎宽顶堰流完全是由于断面的侧向收缩、使得其过流现 象与有坎宽顶堰流相类似而定义的。
实验表明，宽顶堰流的水头损失主要还是局部水头损失，沿程水
头损失不必单独考虑。
当δ/H＞10时，因为沿程水头损失将不能忽略不计，水流特征 不再属于堰流，而应视为明渠水流。
或者闸门开度不变，当上游堰上水头H较大时，过流特征为闸孔出 流；而当较小时，则为堰流。 对于平底上设置的闸门也有类似情况。由此可知，堰流和闸孔出流可 以互相转化，二者的转化条件与闸孔相对开度e/H 有关，同时与闸底 坎边界形式也有关。
堰流和闸孔出流的判别条件为：
根据实验，可得堰流和闸孔出流的判别条件为： 当闸底坎为平顶堰或平底时：
7.1 堰流的定义与分类
薄壁堰流
当δ/H＜0.67 时，过堰的水舌形状不受堰顶厚度δ的影响，水 舌下缘与堰顶呈线接触，水面为单一的降落曲线。这种堰流称为薄 壁堰流。
薄壁堰流具有很稳定的水位～流量关系，因此常被用作实验室 或实际测量中的量水工具，而且堰顶常被做成锐缘形。
7.1 堰流的定义与分类
实用堰流：
或： Q m0b 2g H 3/2
第八章 堰流
2.淹没式无侧收缩宽顶堰 必要条件：下游水位与堰高之差△>0。 充分条件：是堰顶上水流由急流因下游水位影响而转变为 缓流。 通过实验，可以认为淹没式宽顶堰的充分条件是
h p' 0.8H0
（8-16）
图8-12，堰顶水深受下游水位 影响决定，h1=△-z’（z’称为动 能恢复），且h1>hk。
H 0.0027 m0 0.405 1 0.55 H H p
2
2 0.0027 0.4 0.405 1 0.55 0.4762 0.4 0.4 0.35
采用巴赞公式计算：
H 0.0027 m0 0.405 1 0 . 55 H H p
2
（8-6）
其中H 、p均以m 计。公式在0.1 m< H<0.6m, H/p≤2及0.2 m<b<2.0 m下，误差为1%左右。 （3）有侧收缩（B/b>1）、自由式、水舌下通风的矩形正堰 在相同的b、p和H的条件下，流量比完全堰要小一些。 用一较小的流量系数mc代替m0。
录像1
录像2
（2）实用断面堰（0.67< δ/H<2.5），堰顶厚度δ 对水舌的 形状已有一定影响，但堰顶水流仍为明显弯曲向下的流动。 实用断面堰的纵剖面可以是曲线形，也可以是折线形。
当δ/H> 10 时，沿程水头损失逐渐起主要作用，不再属于堰 流的范畴。
按下游水位是否影响堰流性质：
自由式堰流：下游水深足够小，不影响堰流性质 (如堰的过流能力)； 淹没式堰流：下游水深影响堰流性质(如堰的过 流能力) 淹没标准：开始影响堰流性质的下游水深。
流体力学堰流
3> 侧堰 v
（4） 依据堰口的形状：
1> 三角堰
2> 矩形堰
3> 梯形堰
（5） 依据下游水位是否影响泄流：
1> 自由式； 2> 淹没式。
4> 流线形堰
§9—2 宽顶堰溢流
小桥过水、无压短涵管、分洪闸、泄水闸等 一般都属于宽顶堰水流计算。
1、水力现象分析： （1）当 2.5 <δ < 4 时，堰顶水面只有一次跌落， H 堰坎末端偏上游处的水深为临界水深 h cr 。
第九章 堰流
学习重点：
•掌握堰流分类及相关概念； •掌握宽顶堰、薄壁堰和实用堰水力计算；
任务： 计算过流量Q。
依据：
（1）能量方程； （2）总流的连续性方程； （3）能量损失计算式。
§9—1 概述
一、堰和堰流 1、堰： 在明渠缓流中设置障壁，它即能壅高渠 中的水位，又能自然溢流，一种既可蓄 又可泄的溢流设施。
2
dbtan dh 2
Q 2 m 0ta 2n 2 gH 0 h 2 3 d h 5 4 m 0ta 2n 2 g H 2 5
当θ=900,H=0.05—0.25m时，由实验得出m0=0.395，于是
5
Q 1.4H 2
当θ=900,H=0.25—
（2）当 4 < δ < 10 时，堰顶水面出现两次跌落， H
在最大跌落处形成收缩断面，
其水深为：h c≈（0.8～0.92）h cr
工程中常见的是第二种宽顶堰
一、自由式无侧收缩宽顶堰 主要特点：进口不远处形成一收缩水深，此收缩水深
小于堰顶断面的临界水深，以后形成流线近似平行于堰 顶的渐变流，水面在堰尾第二次下降，如图9-2。
流体力学实验
流体力学实验莫乃榕编著华中科技大学力学系2005.4.12目录第一章流体力学基础实验………………………………………………………………( ) §1-1 流体静力学实验……………………………………………………………( ) §1-2 明渠水流速度分布测量……………………………………………………( )§1-3 动量方程实验………………………………………………………………( )§1-4 沿程水头损失实验…………………………………………………………( )§1-5 局部水头损失实验…………………………………………………………( )§1-6 文丘里流量计、孔板流量计流量系数测定…………………………………( )§1-7 孔口、管嘴实验……………………………………………………………( )§1-8 雷诺实验……………………………………………………………………( )§1-9 堰流实验……………………………………………………………………( )§1-10 闸下自由出流实验…………………………………………………………( )§1-11 水跃实验……………………………………………………………………( )第二章流体力学综合实验………………………………………………………………( )§2-1 压力传感器的标定实验……………………………………………………( )§2-2 圆柱表面压强分布的测量…………………………………………………( )§2-3 紊流射流速度分布测量……………………………………………………( )§2-4 热线探头的标定……………………………………………………………( )§2-6 圆柱体尾迹速度分布测量…………………………………………………( )第一章 流体力学基础实验本章介绍流体力学的基础实验。
流体力学 第九章 堰流2012
• • • • • • • • 第一节 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 小 结 概述 堰流的分类及水力计算的基本公式 薄壁堰流的水力计算 实用堰流的水力计算 宽顶堰流的水力计算 闸孔出流的水力计算 桥、涵水力计算
教学目的与要求
• 了解堰流、闸孔出流的流动特点和区别，掌握 堰流和闸孔出流互相转化的条件。 • 掌握堰流的分类和计算公式，掌握实用堰、宽 顶堰的水力计算方法，会进行流量系数、侧收 缩系数、淹没条件和淹没系数的确定方法，重 点掌握宽顶堰流的水力计算。 • 掌握闸孔出流的计算公式和水力计算方法，能 正确确定闸孔出流的流量系数和淹没系数。 • 了解桥、涵过流的水力特征和水力计算方法。
三种不同类型的堰流具有不同的水流特征。
堰流还有自由出流与淹没出流、有侧收缩过流与无侧 收缩过流之分。
当下游水位较低、不影响过堰流量时称为自由出流， 否则称为淹没出流；当堰顶过流宽度与上游河渠宽度相 等时，为无侧收缩过流，当堰顶过流宽度小于上游河渠 宽度时，为有侧收缩过流。
二、堰流水力计算的基本公式
称为堰 的流量 系数
Q mb 2 g H 0
从上述推导过程可以看出，影响流量系数m的主要因素是:
, K1 , K 2
K2 1 K1 m
主要反映局部水头损失的影响；
K1表示堰顶1－1断面的平均测压管水头与堰上全水头之比 值；
K2反映了堰顶水股的收缩程度。 因此，不同水头、不同类型、不同尺寸的堰流，其流量系 数m值各不相同。 如果下游水位较高，影响到1－1断面的水流条件时，则 在相同水头H时，其过流量Q将小于由式的计算值，这时 称为淹没出流。用淹没系数ζ s反映其影响。
当下游水位超过堰顶、并在堰下游 形成淹没水流时，下游水位将影响 过堰流量，形成淹没出流。 淹没出流时，下游水位波动很大， 使过堰流量不稳定。因此，用来测 量流量的薄壁堰不宜在淹没情况下 工作。 实验证明，当矩形薄壁堰流为 无侧收缩、自由出流时，水流最为 稳定，测量流量的精度也较高。右 图是在实验室中测得的无侧收缩、 自由出流的矩形薄壁堰流的水舌形 状。
宽顶堰流实验
非均匀流水面曲线实验报告课程名称：水力学姓名: 专业班级：小组：学号:同组人:指导教师：实验日期:华北电力大学（北京）可再生能源学院一、实验目的1. 观察实用剖面堰和宽顶堰上的水流现象，并观察下游水位对水跃的影响。
2. 测定非淹没宽顶堰和实用剖面堰的流量系数m值，并与经验值进行比较。
3．测定跃后断面的流速分布，求得跃后断面的平均流速。
二、实验类型综合型三、实验仪器实验在玻璃水槽中进行，如图所示。
水槽长2.8m、宽b为0.15m、高0.3m；槽中安装WES标准实用剖面堰，堰高P=15cm，设计水头Hd=5cm，设计水头流量系数md=0.502。
槽中还可安装宽顶堰，堰高P=8cm，堰顶δ=40cm，直角和圆角进口各一套。
水槽下游装有三角堰，用来测定水槽流量Q，槽尾设尾门以控制下游水位，用活动测针沿轨道移动以量测上下游水位。
四、实验原理（一）堰的分类：根据堰墙厚度或顶长 与堰上水头H的比值不同而分成三种：薄壁堰；实用剖面堰；宽顶堰。
（二）堰的流量公式对图中两种堰流情况的1-1与C-C断面写能量方程，可得收缩断面流速表示式为：式中： 为流速系数；为堰上总水头，H为堰上水头，v0为上游趋近流速；h c0为收缩断面C-C处水深。
经过适当假设与简化，得堰流流量公式：式中：b为堰宽（即槽宽），b=15cm，m为堰流的流量系数。
（三）堰的流量系数公式1. 实用高堰流量系数当P/H1.33为高堰。
WES标准剖面堰的流量系数公式为：d>m d为H0=H d时的设计水头流量系数。
式中：Hd为堰的设计水头，2. 宽顶堰流量系数（1）直角前沿进口宽顶堰，计算m的公式为：（2）圆角前沿进口宽顶堰，计算m的公式为：上二式中的P为宽顶堰高度；H为堰顶以上水头。
五、实验内容和要求（一）实验内容1. 记录有关常数，如堰宽b、堰高P、设计水头H d等，记录测针在堰顶、槽底处的零点读数。
2. 进水节门置于增大开度，开动水泵，调节尾门，使堰后水跃呈远驱形态，仔细观察堰流现象。
流体力学讲义-第十章-堰流
第十章堰流堰流是明渠缓流由于流动边界急剧变化而引起的明渠急变流现象.本章主要介绍各类堰流的水力特征、基本公式、应用特点及水力计算方法.概述一、堰和堰流堰：在明渠缓流中设置障壁，它既能壅高渠中的水位，又能自然溢流，这障壁就称为堰。
堰流（weir flow）:缓流越过阻水的堰墙溢出流动的局部水流现象称为堰流。
选择：堰流特定的局部现象是： A。
缓流通过障壁； B.缓流溢过障壁; C。
急流通过障壁； D.急流溢过障壁.研究堰流的主要目的:探讨流经堰的流量Q及与堰流有关的特征量之间的关系.堰流的基本特征量（图10—1)1。
堰顶水头H；2。
堰宽b；3.上游堰高P、下游堰高P1；图10—14.堰顶厚度δ；5。
上、下水位差Z；6.堰前行近流速υ0.二、堰的分类1.根据堰壁厚度d与水头H的关系，如图10—2：图10-2图10-32。
根据上游渠道宽度B与堰宽b的关系,图10-4：3.根据堰与水流方向的交角：图10-44.按下游水位是否影响堰流性质：5。
按堰口的形状：堰可分为矩形堰、梯形堰、三角堰.三、堰流及孔流的界限1。
堰流：当闸门启出水面,不影响闸坝泄流量时。
孔流：当闸门未启出水面，以致影响闸坝泄流量时。
2。
堰流和孔流的判别式（1)宽顶堰式闸坝堰流：e/H ≥0。
65 孔流：e/H <0.65（2)实用堰式闸坝(闸门位于堰顶最高点时）堰流：e/H ≥0.75 孔流: e/H 〈0.75式中：e——闸门开启高度； H—-堰孔水头。
判断:从能量角度看，堰流和闸孔出流的过程都是一种势能转化为动能的过程。
对第一节堰流的基本公式一、堰流基本公式推导（图10-7）由大孔口的流量公式(7-6)及，并考虑上游行近流速的影响，令图10—6得堰流的基本公式：（10-1)式中:m-—堰流流量系数，m=。
二、堰流公式图10—7若考虑到侧收缩影响及淹没影响,则堰流公式为：（10-2）(10-3)式中：——淹没系数，≤1.0；-—侧收缩系数，≤1。
堰流演示实验实验报告
一、实验目的1. 理解堰流的定义和基本特性。
2. 掌握堰流流量系数的测定方法。
3. 观察和分析堰流的水流形态和特征。
4. 学习水力学基本原理在工程中的应用。
二、实验原理堰流是指水流在无压条件下经过障碍物（堰）时，由于障碍物的阻挡，上游水位上升，随后水流溢过堰顶，形成自由溢流的局部水流现象。
堰流实验通过模拟不同类型的堰，观察和分析堰流的水流形态和特征，进而测定堰流流量系数。
三、实验设备1. 实验台：包括堰体、测针筒、水槽、流量计等。
2. 仪器：包括尺子、量杯、秒表等。
四、实验步骤1. 准备阶段：检查实验设备，确保其完好，熟悉实验步骤和注意事项。
2. 测量阶段：- 在堰前设置测针筒，测量堰前水位。
- 打开进水阀，让水流平稳地流入水槽。
- 记录不同流量下堰前水位、堰上水头、下游水深等数据。
- 重复实验多次，取平均值。
3. 分析阶段：- 根据实验数据，绘制流量-堰上水头关系曲线。
- 利用堰流公式计算流量系数m。
- 分析不同类型堰的流量系数和过流能力。
五、实验结果与分析1. 实验数据：- 表1：不同流量下堰前水位、堰上水头、下游水深数据| 流量（L/s） | 堰前水位（m） | 堰上水头（m） | 下游水深（m） || :----------: | :----------: | :----------: | :----------: || 10 | 0.50 | 0.15 | 0.05 || 20 | 0.55 | 0.20 | 0.10 || 30 | 0.60 | 0.25 | 0.15 || 40 | 0.65 | 0.30 | 0.20 |2. 流量-堰上水头关系曲线：- 根据实验数据，绘制流量-堰上水头关系曲线，发现曲线呈非线性关系。
3. 流量系数m：- 利用堰流公式计算流量系数m，结果如下：- 矩形薄壁堰：m = 0.61- 三角形薄壁堰：m = 0.62- 实用堰：m = 0.63- 分析不同类型堰的流量系数和过流能力，发现实用堰的流量系数和过流能力最大。
堰流实验心得体会
本学期我们进行了七周的水力学实验，从这些实验中我学到了很多。
例如，所有实验都是需要耐心地去测量一组一组的数据，还需要在实验后认真处理核对每一组数据。
这些实验加强了我的动手能力，并且培养了我的独立思考能力。
特别是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的继续下去。
例如:数据处理时，遇到要进行数据获取，插入图表命令，这些就要求懂得excel软件一些基本操作。
通过这几次的实验，我不仅学会了如何正确使用实验仪器，还学习到了认真严肃的科研精神，并且激发了我学习新事物的兴趣，这些我个人觉得都是极为可贵的。
在实验开始之前，我认为最为重要的就是提前预习实验内容:包括实验仪器、实验原理、实验步骤以及实验分析总结。
我认为这里面需要我们花费很多心思去思考体会，想出自己对什么有疑问，以便上课时向老师提问寻求解答。
以我们的电拟实验为例:当时我们做这个实验时反复做了很多遍，也向老师提出了一些疑问。
在开始时，仪器需要校准。
因为上下游电势差不是10V，仅仅这一点我们就搞了很长时间。
最终我们得出的误差原因是因为电笔接触不好影响实验进行，所以我们更换了其他不可使用仪器的完好的电笔，实验才得以进行。
其次，实验分析阶段是培养我们自己独立思考、分析问题和解决问题的能力的阶段。
我认为培养这种能力的前题是你对每次实验的态度。
如果我们每次对待实验都是随随便便的态度，抱着等老师教你怎么做，拿同学的报告去抄，必然会导致我们对待实验过程的懈怠。
尽管可能也会的.到好的成绩，但这对将来工作态度的养成是极为不利的。
最后，也是最为重要的就是关于实验的思考问题:哪些实验仪器能改进，哪些数据需要重新获取等都是我们要考虑的。
像堰流实验，以为我们分析的实验误差很大，所以我和同组的王琦玮同学就去做了3遍才最终确定的数据，局部水头损失也是如此。
关于动量方程实验仪器，做实验中砝码的固定和加载都是一项难题，同时这也对实验精确性产生了极大影响，对此，我想到是不是可以采用电磁体来代替人工加载(不知可不可行)。
堰流实验
堰流实验一、实验目的：1、观察实用堰的过流形态；2、测定某一堰形的流量系数m ，并绘制流量系数m 与堰上水头H 的关系曲线。
二、实验设备：装有实用堰的明渠玻璃槽与活动测针。
三、实验原理由堰流流量公式：2/302H g mB Q =得到：2/302H g B Qm =实验时，改变槽中不同的流量，即可测得相应于不同流量时的堰顶水头H 值。
然后计算出H0（含行近流速水头）。
利用上式计算出相应于不同堰顶水头H0的m 值，从而可以点绘出m 与水头H0的关系曲线。
水跃综合实验一、实验目的：1．掌握测定水跃各在素的基本方法2．观察并描述各种形式的水跃现象（远驱式、临界式、淹没式）3．测定非淹没式水跃的主要水力参素二、实验设备：安装有实用堰和宽顶堰的玻璃水槽、活动测车、钢板尺三、实验原理：水跃是指明渠水流由急流过渡到缓流状态时，形成的局部水面突然跃起的水力现象。
即在较短的范围由小于临介水深k h 的跃前水深'h 急剧跃到大于k h 的跃后水深h �，同时在这段水流的上部存在急剧掺气的表面漩滚区之下为急剧减速扩散的主流区，这是自由水跃的典型状态。
明渠水流中水深从小于h k 过渡到大于h k 时，在水流表面上可看见水跃。
（1）水跃共轭水深的计算公式：)181(2320"'−′′+=h g q h h α)181(2320'"−′+=h g q h h α式中：'h ——水跃的跃前水深，"h ——水跃的跃后水深q ——单宽流量，BQq =,B 为过水断面宽度。
（2）跃首急流的弗洛德数；3201'ghq F r α=（3）水跃长度的经验公式：)(.'"h h L j −=96（4）水跃的能量损失E∆)(("'gV h g V h E 2222222211αα+−+=∆当跃进前水深的弗洛德数略大于1（1〈1r F 〈1.7 时不能产生完整水跃，水面没有漩滚，仅出现一系列起伏的单波，经长距离后才消失，此为波状水跃，消能效果差。
明渠流动综合性试验
式中，H 均以米计，流量 Q 的单位均为 m3/s。
2． 明渠水面曲线 棱柱体明渠恒定渐变流中水深沿程变化的微分方程式
dh i Q 2 / K 2
ds
Q2 B
1
g A3
在 Q、i、n 一定的棱柱形渠道中，断面参数 K、B、A 均为水深的函数，因此上述微分 方程积分后，即可得水面曲线 h f (s) 。在对水面曲线进行计算之前，有必要对其类型和变 化趋势作出定性分析。
h p 0.8H0 淹没式宽顶堰流的流动图形如图所示。进口水面降落，但堰顶水深 h2>hk，即堰上水流 为缓流。堰尾水面壅高 z h2 ， z 称为动能恢复。
H
k
v0
Байду номын сангаасh2
p
z΄ k Δ h p΄
四、 实验内容及步骤
1． 根据三角形量水堰水位测针的读数，确定水槽流量。 2． 调节水槽坡度，观察水面曲线的各种类型。 3． 量取实用堰的宽度、高度，堰前水头，计算自由式实用堰的流量系数。 4． 观察实用堰下游不同条件下发生的远驱式水跃、临界水跃及淹没式水跃。在临界式情
hw
e
(h h)3 4hh
水跃区中，水流紊动强烈，底部流速很大。因此，河、渠底部一般设置护坦加以保护。
此外，在跃后段需铺设长度约为（2.5~3.0）Lj 的海漫以免底部冲刷破坏。可见，水跃长度 Lj 的计算具有重要的实际意义。但由于水跃现象十分复杂，理论研究尚不充分，在工程设计 中，水跃长度可通过实验确定或用经验公式估算。
流体实验报告 堰流流量系数测定实验
堰流流量系数测定实验1、 实验目的：(1) 掌握堰流流量系数m 的测定方法，了解流量系数m 的物理意义。
(2) 观察淹没堰流的水流形态和特征。
(3) 点绘实用堰流流量系数m 与堰上水头H 0的关系曲线。
2、 实验基本原理：通过溢流坝的流量可用量水堰测得，求得过堰的流量后，即可通过堰流公式反求流量系数：3/202Q mB gH =，可以得到：3/22Q m B gH =。
实验中改变流量Q 可测得相应的堰顶水头H ,然后计算出H 0和相应m ，即可绘制m 与水头H 0的关系曲线。
3、主要仪器： 如下图所示：在玻璃水槽中装有实用堰，并在水槽首部装有90。
的三角量水堰，堰前有水位测针筒。
二、实验操作部分1实验步骤（1） 放水之前，用活动测针测出堰前槽底高程▽低和堰顶高程▽堰顶，堰高P =▽堰顶-▽底。
（2） 关闭首部的泄水阀，打开进水阀和尾门，保持堰流为自由出流，待水流稳定后测读三角堰上游水面测针读数▽，三角堰水头H=▽-▽0，根据Q---H 曲线图查Q 值；或者根据Q=15.42H 2.47cm 3/s 计算Q 值。
（3） 用水位测针筒测读堰前水深h ，约在堰顶上游（3~5）H 以上断面处，得到堰顶水头H 堰=h-P ，P 为堰高。
（4） 计算行近流速v 0和堰上水头H 0 ， 0QBh υ=，20002H H gαυ=+堰。
（5） 按堰流流量计算公式计算流量系数m 值。
（6） 改变流量，重复3~5步骤，共做8次。
（7） 试验完成后，可关小尾门，抬高下游水位，观察淹没堰流的水流形态。
实验过程注意事项（1） 要检查水槽首部泄水阀是否关闭，否则，所测流量与进槽流量是不相等的。
（2） 堰上水头一定要在距离堰顶3~5倍水头以上处测量。
（3） 每次调节流量一定要待水流稳定后（7分钟以上），才能进行测量。
（4） 关小尾门时要注意水位变化，不要使水流溢出槽外。
2、实验数据，表格及数据处理（1） 三角堰零点读数▽0= 2.87 cm ；堰前水位测针零点读数▽底= -5.81 cm ；堰高P=27.99 cm ；水槽宽度B=30 cm 。
堰流实验报告
堰流实验报告堰流实验报告一、引言堰流是指在河道中设置堰坝，使水流受到阻碍而形成的一种流动状态。
堰流的研究对于水利工程和环境保护具有重要意义。
本实验旨在通过堰流实验，探讨不同堰型对水流的影响，为工程设计和河流管理提供参考依据。
二、实验设备和方法1. 实验设备本实验采用的设备包括水槽、堰坝模型、流速计等。
水槽长2米，宽0.5米，高0.5米，堰坝模型采用不同高度和形状的堰坝，流速计用于测量水流的速度。
2. 实验方法首先，将水槽中的水排空，然后根据实验需要设置不同高度和形状的堰坝。
在实验过程中，通过调整堰坝的高度和流量控制阀来改变水流的条件。
使用流速计测量不同位置的水流速度，并记录实验数据。
三、实验结果与分析1. 不同堰型对水流的影响在实验中，我们设置了三种不同形状的堰坝：矩形堰、三角形堰和圆弧堰。
通过观察实验现象和分析实验数据，我们得出以下结论：（1）矩形堰：矩形堰的堰顶宽度较大，水流受到较大的阻碍，形成了较高的水头。
水流在堰顶形成明显的跃水现象，并在堰下形成较大的漩涡。
矩形堰适用于需要较大水头和较大水量的工程。
（2）三角形堰：三角形堰的堰顶宽度较小，水流受到较小的阻碍，形成了较低的水头。
水流在堰顶没有明显的跃水现象，且在堰下形成较小的漩涡。
三角形堰适用于需要较小水头和较小水量的工程。
（3）圆弧堰：圆弧堰的堰顶呈圆弧形，水流受到中等程度的阻碍，形成了中等高度的水头。
水流在堰顶形成较为平滑的跃水现象，并在堰下形成适度的漩涡。
圆弧堰适用于需要中等水头和中等水量的工程。
2. 水流速度与堰高的关系我们还研究了水流速度与堰高之间的关系。
通过实验数据的分析，我们发现水流速度与堰高呈现一定的正相关关系。
即堰高增加时，水流速度也相应增加。
这是因为堰高的增加会增加水流的阻力，使水流速度增加。
四、结论通过堰流实验，我们得出了以下结论：1. 不同堰型对水流有不同的影响，矩形堰适用于需要较大水头和较大水量的工程，三角形堰适用于需要较小水头和较小水量的工程，圆弧堰适用于需要中等水头和中等水量的工程。
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（八）堰流实验
一、实验目的要求
1．观察不同/H δ的有坎、无坎宽顶堰或实用堰的水流现象，以及下游水位变化对宽顶堰过流能力的影响。
2．掌握测量堰流量系数m 和淹没系数s σ的实验技能，并测定无侧收缩宽顶堰的m 及s σ值。
二、实验设备
如下图所示。
本设备自循环供水、加耒储存在蓄水箱15中。
实验时，由水泵14向实验水槽1供水，水流经三角堰量水槽5，流回到蓄水箱15中。
水槽首部有稳水、消波装置，末端有多孔尾门及尾门升降机构。
槽中可换装各种堰、闸模型。
堰闸上下游与三角堰量水槽水位分别用测针3与6
量测。
为量测三角堰堰顶高程配有专用
校验器。
本设备通过变换不同堰体，可演示水力学课程中所介绍和各种堰流现象，及其下游水面衔接型式。
包括有侧收缩无坎及其它各种常见宽顶堰流、底流、挑流、面流和戽流等现象。
此外，还可演示平板闸下出流、薄壁堰流。
同学们在完成规定的实验项目外，可任选其中一种或几种作实验观察，以拓宽感性知识面。
三、实验原理 1．堰流流量公式：
自由出流
3/2
0Q = （11.1） 淹没出流
3/20s Q σ= （11.2）
2．堰流流量系数经验公式： （1）园角进口宽顶堰
113/0.360.01
1.2 1.5/P H m P H
-=++ （当1/3P H ≥时，0.36m =） （11.3） （2）直角进口宽顶堰
113/0.320.01
0.460.75/P H m P H
-=++（当1/3P H ≥时，0.32m =） （11.4） （3）WES 型标准剖面实用堰
1/ 1.33d P H ≥时，属高坝范围，m 值如下： 0d H H =时，0.502d m m ==； 0d H H ≠时，m 值参见附录11.2。
3．淹没系数s σ的经验值，参见附录11.1。
本实验需测记渠宽b ，上游渠底高程2∇、堰顶高程0∇、宽顶堰厚度δ、流量Q 、上游水位1∇及下游水位3∇。
还应检验是否符合宽顶堰条件2.5/10H δ≤≤。
进而按
下列各式计算确定上游堰高1P 、行近流速0υ、上水头H 和总水头0H ：
其中实验流量Q 由三角堰量水槽5测量，三角堰的流量公式为：
式中：01∇、00∇分别为三角堰堰顶水位（实测）和堰顶高程（实验时为常数）。
A 、B 为率定常数，由设备制成后率定，标明于设备铭牌上。
四、实验方法与步骤（以宽顶堰为例） 1．把设备各常数测记于实验表格中。
2．根据实验要求流量，调节阀门13和下游尾门开度，使之形成堰下自由出流，同时满足2.5/10H δ<<的条件。
待水流稳定后，观察宽顶堰自由出流的流动情况，定性会出其水面线图。
3．用测针测量堰的上、下游水位。
在实验过程中，不允许旋动测针针头（包括明渠所有实验均是如此）。
4．待三角堰和测针筒中的水位完全稳定后（需待5分钟左右），测记测针筒中水位。
5．改变进水阀门开度，测量4-6个不同流量下的实验参数。
6．调节尾门，抬高下游水位，使宽顶堰成淹没出流（满足0/0.8hs H ≥）。
测记流量Q '及上、下游水位。
改变流量重复2次。
7．测算淹没系数。
方法有二：
方法一，根据步骤6测记的Q '与H 值，由公式（2）确定s σ，式中m 需根据H 值由自由出流下实验绘制的2~()m f H 曲线确定，也可由上式（11.3）或（11.4）式计得（误差不大于2%）。
方法二，在完成步骤4后，已测得自由出流下的Q '值。
后调节尾门使之成淹没出流，此时由于流量没有改变，因淹没出流的影响，上游水位必高出原水位，
为便于比较，可减小过水流量，待堰上游水位回复到原自由出流水位，测定此时的流时Q '，据式（11.2）可得/s Q Q σ'=。
参照以上方法，改变h ，重复测2次。
对WES 型实用堰，除淹没系数不测外，其余同上。
五、实验成果及要求
1．对堰流流量系数m 的实测值与经验值进行分析比较。
2．对宽顶堰淹没出流的实测淹没系数s σ，与经验值进行分析比较。
3．完成下列实验报表：
（1）记录有关常数 实验装置台号No 渠槽b = cm ；宽顶堰厚度δ= cm ；
上游堰底高程2∇= cm ；堰顶高程0∇= cm ； 上游堰高1P = cm ； 三角堰流量公式为
其中，三角堰顶高程00∇= cm ；A= ；B= 。
（2）流量系数测计表（表11.1与表11.2） 六、实验分析与讨论
1．量测堰上水头H 值时，堰上游水位测针读数为何要在堰壁上游（3~4）H 附近处测读？
2．为什么宽顶堰要在2.5/10H δ<<的范围内进行实验？
3．有哪些因素影响实测流量系数的精度？如果行近流速水头略去不计，对实验结果会产生多大影响？
附录 11.1宽枯堰的淹没系数
s
值
附录 11.2
0/~
d
H H m关系曲线。