堰水力计算公式.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑堰水力计算公式 1、 游水位较低，水流在流出堰顶时将产生其次次跌落 ?10hH2、 4、 时，用明渠流理论解决不能用堰流理论f不成疏忽 同一堰，当堰上水头H较大时，视为实用堰；当堰上水头较小时，视为宽顶堰 ?0§8-2 堰流的根本方程 以宽顶堰为例来推求堰流的根本方程 取渐变流断面1-1 C-C（近似假设渐变流） 以堰顶为基准面， 列两断面能量方程： H??0v02g ?hc0??vc22g??vc22g hc0H??0v02g?H0作用水头 hc与H有关，引入一修正系数k那么 k?H0机hco?kH0修正系数k取决于堰口的 外形和过流断面的变化 vc?1代入上式，整理得： ???1?k2gH0??1?k32gH0 2 Q?vchcb?vcRH0b??k1?kb2gH0 32 ?mb2gH0 式中：b——堰宽 ??1 ?——流速系数 ??? m——流量系数，m??k1?k 适用：堰流无侧向收缩 注：堰流存在侧向收缩或堰下游水位对堰流的出水才能产生影响时，可对此公式举行修正。

§8-3 薄壁堰 一、一、分类： 矩形薄壁堰→较大流量 按堰口外形： 三角形薄壁堰→较小流量 梯形薄壁堰→较大流量 1、 1、 矩形薄壁堰 ① ① 矩形薄壁堰的自由出流；在无侧向收缩的影响时，其流量公式为： 3 Q?mb2gH0 上式为关于流速的隐式方程，了；两边均含有流速，一 般计算法举行计算，较繁杂，于是，为计算简便，将上式改写成： 32 Q?m0b2gH2 m0——已考虑流速影响的薄壁堰的流量系数 m0确实定： 矩形薄壁8的流量系数由1898年法国工程师Basin提出阅历公式为： H 式中：H——堰上水头（m） m0?(0.405?0.0027)[1?0.55(HH?p)]2 p——上游堰高 （m） 适用条件：H?0.25~1.24m p?0.24~0.75m b?0.2~2.0m 2、 2、 三角形薄壁堰： 当流量较小时，堰上水头较小时，采用三角形薄壁堰 ⑴公式： 3取微元，那么流量表达式为：dQ?m0设h为db处水头，那么由几何关系： dQ??m0tg2gh2db （*） b?(H?h)tg?2 db??tg?2dh ?23代入*式，得 2gh2dh03 积分得： Q??2m0tg?45m0tg?22g?H5h2dh?2 2gH2 52?当??90，H?0.05~0.25m时，测验得m0?0.395。

于是：Q?1.4H ?当??90，H?0.25~0.55m时，阅历公式为：Q?1.343H2.47 s） 式中H——以顶点为起点的堰上水头（m）Q——流量（ ⑵公式适用条件：①薄壁堰水面四周均为大气，必要时设通气管与大气相通 ②无侧向收缩的影响 ③堰流为自由出流 ⑶薄壁堰是测量渠道流量的装置： 留神：①水面与大气相通， ②制止形成吞噬式水流 m3 §8-4 实用堰 一、一、实用堰： 1、 1、 用途 挡水、泄流 （水利工程中） 2、 2、 分类： 曲线形实用堰 折线形实用堰 33、 3、 计算公式：Q?mb2gH02 m与实用堰的概括曲线类型有关，也与堰上水头有关 一般曲线型的实用堰可取m0?0.45 折线型实用堰可取m0?0.35~0.42 一、三、实用堰所受影响 1、 1、 吞噬影响 吞噬式出流：当堰下游水位超过堰顶标高时，即Hs?h?p?0 吞噬式出流公式：设?s为吞噬系数，与吞噬程度有关，吞噬式实用堰的流量公式为：Q??smb2gH0 ?s概括见P169 表8-1 2、 2、 侧面收缩的影响： 堰宽﹤堰上游渠道 {过堰水流发生侧向收缩，泄流才能减小} 32用侧面收缩系数?表示，堰流流量为：Q?m?b2gH0 侧面收缩系数一般取值：??0.85~0.95 3 §8-5 宽顶堰 一、一、自由出流： 1、 1、 分类： 直角形 按进口纵剖面的形式 圆弧形 ，阻力，泄流才能不同，流量系数?不同。

斜角形 32、 2、 流量公式：Q?mb2gH0m流量系数，取决于堰口的类型和相对堰高 m 的阅历公式和阅历数据如下： ⑴矩形直角进口宽顶堰： 3?0?ppH2pHpH m?0.32?0.01?3.0当时， 0.46?0.75时，m?0.32 ⑵矩形圆弧进口宽顶堰： 当H3?0?ppH?3.0pHpH m?0.36?0.01?3.0当时， 1.2?1.5时，m?0.36 二、二、吞噬式出流： 下游水位高于堰顶且使堰顶水流由急流变缓流 1、特点：①过堰水流水位﹤下游水位 当H ②水流由急流→缓流（h?hk?h?hk）充分条件 ③堰过水才能下降 2、吞噬式堰流的充分条件是： hs?h?p?0.8H0'?3.0 33、计算公式 Q??smb2gH02 ?s——吞噬系数，取值范围见P171 表8-2 三、三、侧向收缩的影响： 1、 1、 侧向收缩：当堰宽小于上游渠道宽时，水流流入堰口后，A流道断面面积变化， 水流在惯性的作用下，流线发生弯曲，产生附加的局部阻力，造成过流才能降低。

其影响用收缩系数表示 2、 2、 计算公式： 3自由出流：Q??mb2gH02 b?——收缩系数，与堰宽和渠道的比值B边墩的进口外形及进口断面变化有关 ??1?3?0.2?pH?4bB(1?bB) ?的阅历公式为： ?——墩形系数，矩形边缘??0.19，圆形边缘??0.10 例8-1 见P171 §8-6 小桥孔径的水力计算 一、 1、 1、 流经小桥孔径的水流特点：（水力现象） 与宽顶堰一致 ① ① 具有侧向影响，造成局部阻力 ② ② 桥孔前水位整齐，桥孔内流速增加，造成第一次水面跌落 ③ ③ 桥孔后流速减小，产生局部阻力，造成其次次水面跌落 2、 2、 形成理由： 水流在缓流河道中，由于桥墩或桥的边墩侧向收缩，使水流过水断面减小造成的 3、分类：自由出流 吞噬出流 二、自由出流： 1、 1、 自由出流——当桥的下游水位不影响小桥的过水才能时，水面有明显的两次跌落， 这时的小桥出流为自由出流 2、 2、 特点（判断准那么）： 一般桥的下游水深，h?1.3hk（hk—桥下渠道的临界水深） 桥下水深 ha?hk hk?3?Qgb22?3?Q32 对于矩形桥进口断面： ''g(?b) hk???vg2'2把Q?v(?b)ha?v(?b)?hk代入上式，得3、 3、 公式推求： 列1-1、2-2能量方程： H??0v02 2g?ha??v22gv02??v2g 式中令 H0?H??02ghz??hk ?垂直收缩系数??1 概括数据由小桥进口外形而定 平滑进口：??0.80~0.85 非平滑进口：??0.75~0.80 v——流速 1v??2g(H0?ha)a ?——??? m??（小桥） Q?mbh2g(H0?ha)考虑侧向收缩 Q???mbha2g(H0?ha) ?——侧向收缩系数 小桥孔径流速系数?与侧面收缩系数?数据见P174 表8-3 三、吞噬出流 1、吞噬出流——当小桥下游水深h?1.3hk时，下游水位将影响桥的过水才能，此滚动成为吞噬出流。

2、特点： ①下游h?1.3hk ②小桥水面上只发生一次跌水hb?h 3、计算公式： v??2g(H0?h)Q?mbh2g(H0?h) 例8-2 见0174 — 8 —。