宽顶堰流流量计算举例PPT学习教案

1、会计学1宽顶堰流流量计算举例宽顶堰流流量计算举例第1页/共20页薄壁堰流：在重力作用下，形成水舌泄流。堰流分类 实用堰流：主要在重力作用下泄流，水面形成单一降落曲线。宽顶堰流：在重力作用和堰顶托作用下泄流，水面不再是单一降落曲线。实用堰流0.67/2.5H薄壁堰流/0.67H宽顶堰流2.5/10HH第2页/共20页宽顶堰流水力分析与计算1.水流现象分析2.过流能力计算任务：案例： 有一带底坎圆角进口的宽顶堰上有三孔进水闸，如图所示。已知当闸门全开时，上游水深3.1m,下游水深2.63m,上游堰高0.6m，下游堰高0.5m，闸孔宽 2m，边墩及中墩头部均为半圆形，墩厚1.2m，渠道宽B0=9.6

2、m。试求过堰流量 。第3页/共20页宽顶堰流水力分析与计算案例分析：1.水流现象分析：闸孔出流堰流2.流量公式确定 3/202sQmB gH式中 B 堰顶过水净宽； H0包括流速水头在内的堰前总水头， ； m堰的流量系数； s考虑下游水位对泄流影响的系数，称淹没系数，s 1； 侧收缩系数，1。堰流200/2HHvg相对开启高度 e/HHe第4页/共20页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 ，且为宽顶堰流。 2.流量公式确定 3/202sQmB gH3.流量系数m确定 4.侧收缩系数确定 5.淹没系数s确定 6.流量计算 第5页/共20页宽顶堰流水力分析

3、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 ，且为宽顶堰流。 2.流量公式确定 3/202sQmB gH3.流量系数m确定 根据宽顶堰的进口形式，由经验公式或查表确定第6页/共20页宽顶堰流水力分析与计算流量系数m确定：对进口为直角的宽顶堰图（a） HPHPm1175. 046. 0301. 032. 0对进口为圆角的宽顶堰图（b）HPHPm115 . 12 . 1301. 036. 0第7页/共20页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 3/202sQmB gH3.流量系数m确定 4.侧收缩系数确定 单孔时按经验

4、公式计算，多孔时根据单孔的经验公式分别计算边孔、中孔收缩系数，然后加权平均计算侧收缩系数。第8页/共20页宽顶堰流水力分析与计算侧收缩系数确定：040013110.2abbBBPH 单孔122nn多孔 B0上游引水渠宽度； 0反映墩头形状对侧收缩影响的系数；墩头为矩 形 0 =0.19；墩头为圆弧形， 0 =0.1 。 、”分别为中孔、边孔侧收缩系数，利用单孔侧收缩系数公式分别求出后再加权平均求值。 在计算中孔侧收缩系数时，B0=b+d，d为闸墩厚度；计算边孔侧收缩系数时,B0=b+， 为边墩边缘与堰上游同侧水边线间的距离。第9页/共20页宽顶堰流水力分析与计算案例分析：1.水流现象分析 闸门

5、全开，水面无约束为堰流 。 2.流量公式确定 3/202sQmB gH3.流量系数m确定 4.侧收缩系数确定 5.淹没系数s确定 (1)淹没条件 (2)淹没系数确定 淹没系数与hs/H0有关，查表求得。第10页/共20页宽顶堰流水力分析与计算淹没系数s确定： (1)淹没条件 (2)淹没系数s确定 淹没系数与hs/H0有关，查表求得。00.8shH0.800.810.820.83s1.000.9950.9900.980Hhs0.840.850.860.87s0.970.960.950.930Hhs第11页/共20页宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：1.水流现象分析 闸门全开，水面无约束为宽顶堰流

6、。 2.流量公式确定 3/202sQmB gHB=nb H=H1-P1 有一带底坎圆角进口的宽顶堰上有三孔进水闸，如图所示。已知当闸门全开时，上游水深3.1m,下游水深2.63m,上游堰高0.6m，下游堰高0.5m，闸孔宽 2m，边墩及中墩头部均为半圆形，墩厚1.2m，渠道宽B0=9.6m。试求过堰流量 。行近流速v0未知，三个系数要确定2002vHHg第12页/共20页宽顶堰流水力分析与计算3.流量系数m确定 378. 05 . 26 . 05 . 12 . 15 . 26 . 0301. 036. 05 . 12 . 1301. 036. 011HPHPmH=H1-P1=2.5m第13页/

7、共20页宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：1.水流现象分析 2.流量公式确定 3.流量系数m确定 m=0.378 4.侧收缩系数确定 000440011334311110.20.20.122110.9722.62.60.60.22.5B baabbbbBBbPPbHH 边 墩 头 部 为 圆 形 ，00440011334311110.20.20.1022110.9563.23.20.60.22.5aabbbbBBb dPPb dHH 967. 0972. 02956. 02331221 nn分别计算边孔、中孔收缩系数，分别计算边孔、中孔收缩系数，然后然后加权加权平均计算侧收缩系数。平均计算侧收缩

8、系数。040013110.2abbBBPH 第14页/共20页宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：1.水流现象分析：堰流 2.流量公式3.流量系数m确定 m=0.505 5.淹没系数s确定、流量计算 4.侧收缩系数确定 =0.9673/202sQmB gH判别是否淹没：与hs/H0有关 mPhhts13. 25 . 063. 222002vHHgH=H1-P1=2.5m迭代试算判断是否淹没，确定淹没系数及流量。迭代试算思路迭代试算思路：hs/H0=0.852直到前后两次计算流量相等（近）第15页/共20页宽顶堰流水力分析与计算案例讲解：323/20320.96 0.967 0.378 3 222.

9、536.87/SQmBgHgm s smBHQAQv/24. 176.2987.36010mgvHH58. 26 .1924. 15 . 222200,83. 058. 213. 20Hhs98. 0s323/20320.98 0.967 0.378 3 222.5839.46/sQmBgHgms 为淹没出流 查表得s0.96smQmH/66.3959.230，再求由流量再求1.水流现象分析：堰流 2.流量公式 3.流量系数m确定 m=0.505 5.淹没系数确定、流量计算 4.侧收缩系数确定 =0.981hs/H0=0.852近似计算流量迭代一次计算流量迭代二次计算流量Q=39.66m3/s

10、第16页/共20页小结、布置任务小结： 1. 由水流现象分析确定计算公式 2. 根据流量公式，借助表、经验公式能确定流量系数m、侧收缩系数和淹没系数s。3/202sQmB gH 3. 迭代试算思路：先近似 H0H，计算hs/ H0 ，查表确定s，求流量，然后再计算v0、hs/ H0 ，再确定s，再计算流量，直到前后两次计算流量相等（近）。第17页/共20页小结、布置任务布置任务： 如题图6-1所示，一灌溉进水闸为3孔，每孔净宽b=10m；闸墩头部为半圆形，闸墩厚度d=3m；边墩头部为圆弧形，边墩计算厚度=2m；闸前行近流速v0=0.5m/s；其它数据如图示。试确定下游水位不同时的过流量：（1）下游水位为1