实用堰水力计算公式的.doc

游水位较低，水流在流出堰顶时将产生第二次跌落。 4、? 不可忽略。 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。 ? §8-2 堰流的基本方程 以宽顶堰为例来推求堰流的基本方程 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： 作用水头 与H有关，引入一修正系数k。则机。修正系数k取决于堰口的形状和过流断面的变化。 代入上式，整理得： 式中：——堰宽 ——流速系数 ——流量系数， 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能力产生影响时，可对此公式进行修正。 ? §8-3 薄壁堰 一、分类： 矩形薄壁堰→较大流量 按堰口形状： 三角形薄壁堰→较小流量 梯形薄壁堰→较大流量 1、? ①???? 矩形薄壁堰的自由出流；在无侧向收缩的影响时，其流量公式为： 上式为关于流速的隐式方程，了；两边均含有流速，一般计算法进行计算，较复杂，于是，为计算简便，将上式改写成： ——已考虑流速影响的薄壁堰的流量系数 的确定： 矩形薄壁8的流量系数由1898年法国工程师Basin提出经验公式为： 式中：——堰上水头（m） ——上游堰高 （m） 适用条件： 2、? 当流量较小时，堰上水头较小时，采用三角形薄壁堰 ⑴公式： ? ? ? ? ? 取微元，则流量表达式为： （*） 设为处水头，则由几何关系： 代入*式，得 积分得： 当，时，实验得。于是： 当，时，经验公式为： 式中——以顶点为起点的堰上水头（m）——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： 注意：①水面与大气相通， ②避免形成淹没式水流。 ? §8-4 实用堰 一、实用堰： 1、? 2、? 曲线形实用堰 折线形实用堰 3、? 与实用堰的具体曲线类型有关，也与堰上水头有关 一般曲线型的实用堰可取 折线型实用堰可取 三、实用堰所受影响 1、? 淹没式出流：当堰下游水位超过堰顶标高时，即 淹没式出流公式：设为淹没系数，与淹没程度有关，淹没式实用堰的流量公式为： 具体见P169 表8-1 2、? 堰宽﹤堰上游渠道 {过堰水流发生侧向收缩，泄流能力减小} 用侧面收缩系数表示，堰流流量为： 侧面收缩系数一般取值： ? §8-5 宽顶堰 一、自由出流： 1、? 直角形 按进口纵剖面的形式 圆弧形 ，阻力，泄流能力不同，流量系数不同。 斜角形 2、? 流量系数，取决于堰口的类型和相对堰高。 的经验公式和经验数据如下： ⑴矩形直角进口宽顶堰： 当时， 当时， ⑵矩形圆弧进口宽顶堰： 当时， 当时， 二、淹没式出流： 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 ②水流由急流→缓流（）充分条件 ③堰过水能力下降 2、淹没式堰流的充分条件是： 3、计算公式 ——淹没系数，取值范围见P171 表8-2 三、侧向收缩的影响： 1、? 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，造成过流能力降低。其影响用收缩系数表示。 2、? 自由出流： ——收缩系数，与堰宽和渠道的比值边墩的进口形状及进口断面变化有关。 的经验公式为： ——墩形系数，矩形边缘，圆形边缘 例8-1 见P171 ? §8-6 小桥孔径的水力计算 一、 1、? ①???? 具有侧向影响，造成局部阻力 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???? 桥孔后流速减小，产生局部阻力，造成第二次水面跌落。 2、? 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 淹没出流 二、自由出流： 1、? 2、? 一般桥的下游水深，（—桥下渠道的临界水深） 桥下水深 对于矩形桥进口断面： 把代入上式，得 3、? 列1-1、2-2能量方程： 式中令 垂直收缩系数 具体数据由小桥进口形状而定 平滑进口：