水力学之堰流及闸孔出流图文讲义

水力学堰流及闸孔出出流前进主要内容堰流与闸孔出出流堰流与闸孔出出流的判别堰流的分类堰流的基本公公式薄壁堰流的水水力计算实用堰流的水水力计算宽顶堰流的水水力计算堰流水力计算算实例闸孔出流的基基本公式底坎为宽顶堰堰型的闸孔出出流底坎为曲线型型实用堰的闸闸孔出流结束闸孔出流水力力计算实例既能挡水，又又能过水的水水工建筑物，，称为堰。堰流流闸孔出流堰流不受闸门门控制水面为为一条光滑的的曲线，而闸闸孔出流受闸闸门的控制水水面在闸门处处不连续。都是上游壅水水，水流在重重力作用下运运动，将势能能转化为动能能的过程；都是急变流，，能量损失主主要是局部水水头损失。返回堰、闸水流的的判别HeHe堰流流闸孔出流返回堰流的分类堰的外形及厚度不同，其能量量损失及过水水能力也会不不同堰高P1堰高P2堰顶厚度δδ堰顶厚度δ堰顶厚度堰宽b堰顶水头HHH按δ/H分类δ/H<0.67薄壁堰流0.67<δ/H<2.5实用堰流2.5<δ/H<10宽顶堰流曲线形折线形有坎无坎前进按下游水位是是否对过堰水水流有顶托阻阻水的影响自由堰流淹没堰流按有无侧向收收缩无侧收收缩堰堰流b=B有侧收收缩堰堰流b≠B返回堰流的的基本本公式式应用能能量方方程式式可推推得过堰流量堰宽堰顶全水头HV0流量系数侧收缩系数淹没系数水力计计算类类型计算过过堰流流量Q计算堰堰上水水头H设计堰堰宽b返回薄壁堰堰流的的水力力计算算薄壁堰堰流具具有稳稳定的的水头头和流流量的的关系系，常常作为为水力力模型型或野野外测测量中中一种种有效效的量量水工工具。。当矩形形薄壁壁堰无无侧收收缩，，自由由出流流时，，水流流最为为稳定定，测测量精精度也也较高高；堰上水水头不不宜过过小（（应大大于2.5m）；水舌下下面的的空间间通气气良好好；H三角形薄壁堰适用于小流量的量测；直角三角形薄壁堰的计算公式可简化为返回实用堰堰流的的水力力计算算剖面形形状设设计克里格格——奥菲采采洛夫夫剖面面WES剖面渥奇剖剖面Hd前进淹没条件：实用堰堰系数数确定定WES堰md=0.502；克克—奥堰md=0.49；Hhsht返回宽顶堰堰流的的水力力计算算流量系系数淹没条条件hs侧收缩缩系数数返回例题1：如图图所示示直角角进口口堰，，堰顶顶厚度度δ=5m，堰宽宽与上上游矩矩形渠渠道宽宽度相相同，，b=1.28m，求过过堰流流量。。P1=0.5mH=0.85mht=1.12m解：（1）判别别堰型型所以该该堰为为宽顶顶堰（2）确定定系数数（3）第一一次近近似计计算流流量设H01=H=0.85m前进（4）第二二次近近似计计算流流量（5）第三三次近近似计计算流流量符合要要求（6）验证证出流流形式式仍为自自由出出流，，故所所求流流量为为1.68m3/s。前进例题2：如图图所示示直角角进口口堰，，堰顶顶厚度度δ=5m，堰宽宽与上上游矩矩形渠渠道宽宽度相相同，，b=1.28m，求过过堰流流量。。P1=0.5mH=0.85mht=1.3m解：（1）判别别堰型型所以该该堰为为宽顶顶堰（2）确定定系数数（3）第一一次近近似计计算流流量设H01=H=0.85m，查表8.2得σs1=0.70前进（4）第二二次近近似计计算流流量查表8.2得σs2=0.78（5）第三三次近近似计计算流流量查表8.2得σs3=0.82前进（6）第四四次近近似计计算流流量查表8.2得σs4=0.82符合要要求，，故所所求流流量为为1.33m3/s。返回闸孔出出流的的基本本公式式过闸流量闸宽闸孔全水头流量系数淹没系数Heht取决于于闸底底坎的的形式式、闸闸门的的类型型和闸闸孔的的相对对开度度e/H值。闸门开启高度返回底坎为为宽顶顶堰型型的闸闸孔出出流自由出出流——水跃在在临界界式或或远离离式位位置处处淹没出出流——水跃在在淹没没式位位置处处i1=0KKhtcc流量系系数平板闸门弧形闸门淹没系系数查图8.34前进例题：：矩形形渠道道中修修建一一水闸闸，采采用平平板闸闸门，，闸底底板与与渠底底齐平平，闸闸孔宽宽等于于3m，已知知行近近流速速v0=0.8m/s，闸前前水深深H=5m，闸门门开启启高度度e=1.0m，下游游水深深ht=3.5m，求过过闸流流量。。解：（（1）判别别是堰堰闸出出流故为闸闸孔出出流（2）确定定流量量系数数（3）设下下游为为自由由出流流，计计算过过闸流流量htHhc前进（4）判别别出流流是否否淹没没由查表8.7得则收缩断面水深hc的共轭轭水深深因ht=3.5m，故，闸孔为淹没出流由潜流比，查图8.34得所以通通过闸闸孔的的流量量为返回底坎为为曲线线型实实用堰堰的闸闸孔出出流He流量系系数平板闸闸门弧形闸闸门查查表8.9前进例1：某水水库溢溢流坝坝，采采用曲曲线型型堰，，堰顶顶厚度度为5m，共5孔，每每孔净净宽为为7m，坝顶顶设弧弧形闸闸门。。试求求坝顶顶水头头H为5m，各孔孔均匀匀开启启，开开度为为1m时，通通过闸闸孔的的流量量（不不计行行近流流速水水头，，下游游为自自由出出流））。解：（1）判别别堰型型所以该该堰为为实用用堰（2）判别别堰闸闸出流流所以为为闸孔孔出流流（3）确定定系数数由表8.9查得闸闸孔流流量系系数（4）计算算过闸闸孔流流量所以该该工况况下，，通过过闸孔孔的流流量为为231m3/s。水库调调度图图水库放放水时时间计计算前进水库调调度图图H（m）Q（m3/s）e=1me=2me=0.5me=1.5m前进水库放放水时时间的的计算算水