水力学 堰流及闸孔出流

hs 0.8H 0
hs 0.8H 0
宽顶堰流量公式
无侧收缩堰
自由出流 hs 0.8H 0
淹没出流 hs 0.8H 0
Q mb
2g
H
3 0
2
m 0.32
应用条件：直角进口
P/H 3 m 0.32 0.01 3P/H
0.46 0.76P / H 应用条件：直角进口
Q S mb 2gH03 2 淹没系数 S 查表 9－1，
闸孔出流的形式
闸孔出流 e / H 0.75
堰流 e / H 0.75
自由出流
淹没出流
远驱式水跃
临界式水跃
淹没式水跃
ht h
ht h
ht h
§ 9-6闸孔出流的水力计算（小桥孔径出流） • 闸孔出流分类的能量解释
ht hC
ht hC
hC 是 hc 对应的跃后共轭水深
(hC ) (hC )
§ 9-6闸孔出流的水力计算（小桥孔径出流） • 1闸孔自由出流
流量公式：
Q Acvc bhcvc 0be 2g(H0 hc ) 0be 2g(H0 0e)
0be
2
gH0
(1
0e
H0
)
令 0
(1 0e) ，则 Q be
H0
2gH0
南科院经验公式： 0.60 0.176e / H ；垂向收缩系数 0 由表 9－4、
水头）
• 4、出流流量计算公式 • 思考题9-1、9-2、9-3、9-4 • 习题9-5，9-8
bb 4 (1 )
BB
应用条件
矩形墩形系数 a 0.19
圆形墩形系数 a 0.10
§ 9-5实用断面堰
真空堰：堰面与水舌间形成一定负压区；增大作用水头。（气蚀）
非真空堰：堰面上压强大于大气压强；减低作用水头。（面阻力）
流量计算公式： Q S mb
2g
H
3 0
2
b
b
有效过流宽度 b
1(nb) ；侧收缩系数 1
• 完全堰：没有侧收缩的堰。
• 三角堰流量公式
H
• 矩形堰流量公式
P
• 梯形堰流量公式
薄壁堰流量公式
完全堰
侧收缩堰
（没有侧收缩）
矩形堰
三角堰
梯形堰
Q m0b 2g H03 2
Q mcb
2g
H
3 0
2
Q ms H 2.47
Q mtb 2g H 3 2
m0
(0.405
0.0027 H
)
[1 0.55( H )2 ] H P1
应用条件
H 0.10 ~ 1.24m b 0.2 ~ 2.0m
P1 1.1m
mc
(0.405
0.0027 H
0.03 B b)[1 B
0.55( b )2 ( H )2 ] B H P1
应用条件
H 0.10 ~ 1.24m b 0.2 ~ 2.0m
ms 0.0154 应用条件 H 0.05 ~ 0.25m
1 2[Ka
(n 1)K p ]
H0 nb
；
K a 边墩形状系数； K p 中墩形状系数。
• § 9-5实用断面堰
实用断面堰堰面曲线形状设计剖面 ① 克里盖尔－奥菲采洛夫剖面堰 ② 渥奇剖面堰 ③ 长研Ⅰ型剖面堰 ④ WES 标准剖面堰
§ 9-6闸孔出流的水力计算（小桥孔径出流）
• 闸孔出流：闸门部分开启的孔口出流；
§ 9-1堰流的定义及其分类
• 薄壁堰：过堰水流的水舌仅与堰顶的周边 接触； / H 0.67
• 实用堰：过堰水流的水舌与堰顶的曲面接 触； 0.67 / H 2.5
• 宽顶堰：过堰水流的水舌受堰顶宽度的顶 托作用； 2.5 / H 10
§ 9-2堰流的基本公式 • 1堰流的基本公式的建立
2
g
(1
)
H
3 0
2
令 m K 1 f (, K, ) 流量系数；（不同的堰流量系数不
同）
堰流量为 Q mb
2g
H
3 0
2
§ 9-2堰流的基本公式 • 2堰流量系数及其影响因素
堰口侧面有收缩可引入收缩系数 ；
下游为淹没出流引入淹没系数 S ；
堰流量为 Q S mb
2g
H
3 0
2
§ 9-3 薄壁堰
基面为 0－0，过流断面为 1－1，2－2，列能量方程
H
pa
g
1v12
2g
(z2
p2 ) 2v22 g 2g
hW12
注：弯曲水流为急变流，平均符号表示平均测压管水头。
令1 0 ， v1 v0 ， 2 ， v2 v
局部损失： hw12
hj
v2 2g
；全水头： H 0
H
0v02 2g
9－5 确定。
§ 9-6闸孔出流的水力计算（小桥孔径出流） • 2闸孔淹没出流
流量公式： Q S be 2gH0
底坎为实用堰平面闸门时，流量系数为：
0.65 0.186e / H (0.25 0.357 e ) cos
H
• 本章小结 • 1、堰种类 • 2、宽顶堰自由、淹没出流条件 • 3、堰流与闸孔出流的判别标准（开度/堰上
由 hs / H 0 的值确定。
（ hs 为堰顶淹没水深）
P/H 3 m 0.36 应用条件：直角进口
P/H 3 m 0.36 0.01 3P/H
1.2 1.5P / H 应用条件：直角进口
P/H 3
侧收缩堰
淹没出流 hs 0.8H 0
Q S mb 2g H03 2
1
a
0.2 P / H
90
பைடு நூலகம்
mt 0.42 应用条件 Q 50L / s 14
m0
0.403
0.0007 H
0.53 H P1
应用条件
P1 1.1m
H 0.024 ~ 0.60m P1 0.10 ~ 1.0m
§ 9-4 宽顶堰 • 1自由式无侧收缩宽顶堰 • 2淹没式无侧收缩宽顶堰 • 3侧收缩宽顶堰
行近水头
作用水头： H0
(z2
p2 g
)
；令
H
0
(z2
p2 ) ； g
修正系数。
则 (1
)H0
(
)
v2 2g
或v
1
2g(1 )H 0
§ 9-2堰流的基本公式 • 1堰流的基本公式的建立
矩形过流断面流量（ 流速系数； K 垂直收缩系数）
Q Av KH 0b
1
2g(1 )H 0 Kb
ht hC
§ 9-6闸孔出流的水力计算（小桥孔径出流） • 1闸孔自由出流
以堰顶为基面，列 1－1 到 c－c 断面间能量方程
H
0v02
2g
hc
c vc2
2g
vc2 2g
；全水头： H 0
H
0v02
2g
作用水头： H0
hc ；则 H 0
hc
( c
) vc2
2g
收缩断面流量： Q Acvc bhcvc 0be 2g(H0 hc ) ； hc 0e