堰閘出流zhu概要PPT課件

1、主要內(nèi)容堰流與閘孔出流的判別堰流的分類堰流的基本公式薄壁堰流的水力計(jì)算實(shí)用堰流的水力計(jì)算寬頂堰流的水力計(jì)算堰流水力計(jì)算實(shí)例閘孔出流的基本公式底坎為寬頂堰型的閘孔出流底坎為曲線型實(shí)用堰的閘孔出流結(jié)束閘孔出流水力計(jì)算實(shí)例第1頁(yè)/共67頁(yè)既能擋水，又能過(guò)水的水工建筑物，稱為堰。堰 流閘孔出流堰流不受閘門控制水面為一條光滑的曲線，而閘孔出流受閘門的控制水面在閘門處不連續(xù)。v都是上游壅水，水流在重力作用下運(yùn)動(dòng)，將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程；v都是急變流，能量損失主要是局部水頭損失。閘孔出流eH00bH00v0 堰流8.1 概述第2頁(yè)/共67頁(yè)堰、閘水流的判別HeHe堰 流閘孔出流0.75eH0.75eH0.6

2、5eH0.65eH返回閘底坎形式第3頁(yè)/共67頁(yè)堰流的分類堰的外形及厚度不同，其能量損失及過(guò)水能力也會(huì)不同堰高P1堰高P2堰頂厚度堰頂厚度堰頂厚度堰寬b堰頂水頭HHH按/H分類/H0.67 薄壁堰流0.67/H2.5 實(shí)用堰流2.5/H Hd時(shí)，為真空剖面堰 當(dāng) H 1.33，則，則md = 0.502，行近流速水頭可以略去，即行近流速水頭可以略去，即H0dHd 。第25頁(yè)/共67頁(yè)式中式中: :b =14 m，孔數(shù)孔數(shù) n = 7；邊墩形狀系數(shù)邊墩形狀系數(shù) Ka= 0.7；半圓閘墩在半圓閘墩在hs/Hd1.33 , ,故故為高堰，為高堰，md= 0.502; 行行近流速水頭可以略去。近流速水

3、頭可以略去。10.735O190 xyC解題步驟解題步驟第27頁(yè)/共67頁(yè)又因?yàn)橄掠嗡坏陀谘唔?，即又因?yàn)橄掠嗡坏陀谘唔?，?hs 0，所以該堰為自，所以該堰為自由出流由出流s= 1。解題步驟解題步驟1721m78m3263m52730.HHd 3. 當(dāng)上游水位高程當(dāng)上游水位高程273.5 m 及及270 m 時(shí)，計(jì)時(shí)，計(jì)算該設(shè)計(jì)的堰剖面通過(guò)的流量算該設(shè)計(jì)的堰剖面通過(guò)的流量 （1）上游水位上游水位273.5 m 時(shí)，時(shí)， 查表查表8-38-3，用內(nèi)插法得，用內(nèi)插法得0.510m 側(cè)收縮系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)110.006910.0069 10.20.9296H第28頁(yè)/共67頁(yè)解題步驟110.006

4、96.70.954 77. 0m7 . 8m3 .263m270d0 HH3 230.51 0.9296 7 14 m 2(10.2 m)6700.7 m sQg （2）上游水位上游水位270.0 m 時(shí)，時(shí)， 0.482m 此時(shí)此時(shí)3 230.482 0.954 7 14 m 2(6.7 m)3460m sQg 查表查表8-38-3，用內(nèi)插法得，用內(nèi)插法得第29頁(yè)/共67頁(yè)又因?yàn)橄掠嗡坏陀谘唔?，即又因?yàn)橄掠嗡坏陀谘唔?，?hs 0.2 和 P1/H 3 b/B 3，取P1/H 3 8.4.2 8.4.2 側(cè)收縮系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)單孔寬頂堰:第44頁(yè)/共67頁(yè) 多孔寬頂堰：應(yīng)采取邊孔和中孔的加

5、權(quán)平均值 nn )(1式中， = 中孔閘墩收縮系數(shù)， b = b ， B = b +2d = 邊墩收縮系數(shù)， b = b ， B = b +2dbbb邊墩邊墩邊墩邊墩閘墩閘墩閘墩閘墩B0413bb11BBP0 2H()(). 第45頁(yè)/共67頁(yè)淹沒(méi)條件為： hs 0.8H0，淹沒(méi)系數(shù)按表8-10確定。0H0P1P2v02H11KKhS波狀水躍波狀水躍hc8.4.3 8.4.3 寬頂堰的淹沒(méi)條件及淹沒(méi)系數(shù)寬頂堰的淹沒(méi)條件及淹沒(méi)系數(shù)P2H00P1v02H11KKhS波狀水躍波狀水躍hc第46頁(yè)/共67頁(yè) 例題1：如圖所示直角進(jìn)口堰，堰頂厚度=5m，堰寬與上游矩形渠道寬度相同，b=1.28m，求過(guò)堰

6、流量。P1=0.5mH=0.85mht=1.12m解：（1）判別堰型55.880.85H所以該堰為寬頂堰（2）確定系數(shù)10.50.5930.85PH1130.320.010.34660.460.75PHmPH11Bb 200.730.81sstshhhPHHH（3）計(jì)算流量33222222020.3466 1.2819.60.8522 (1.35 1.28)QQQmbgHgAg前進(jìn)20202QHHgAQ=1.68m3/s第47頁(yè)/共67頁(yè)底坎形式：平底板 曲線型實(shí)用堰閘門形式: 平板閘門 弧形閘門8.5 8.5 閘孔出流的水力計(jì)算閘孔出流的水力計(jì)算水力計(jì)算任務(wù)（1）已知閘前水頭，計(jì)算不同閘 孔

7、開(kāi)度的泄量 （2）已知流量，求所需閘孔寬度 不同閘門類型 不同底坎型式 計(jì)算主要是確定系數(shù)平底閘孔出流條件0.75eH0.65eH曲線型實(shí)用堰閘孔出流條件8.5.1 8.5.1 概述概述第48頁(yè)/共67頁(yè)8.5.2 閘孔出流的水力特征閘孔出流的水力特征設(shè)收縮水深hc的躍后水深為 。 若 ，則水躍發(fā)生在收縮斷面處或收縮斷面下游。下游水深的大小不影響閘孔出流，稱做閘孔自由出流。 若 ，則水躍發(fā)生在收縮斷面上游，水躍旋滾覆蓋了收縮斷面，稱為閘孔淹沒(méi)出流。通過(guò)閘孔的流量隨下游水深 的增大而減小。chchchththth自由出流淹沒(méi)出流第49頁(yè)/共67頁(yè)1eH00b1底坎為曲線型實(shí)用堰的閘孔出流底坎為曲

8、線型實(shí)用堰的閘孔出流閘后水流緊貼堰面下泄，無(wú)明顯收縮斷面。多為自由出流。第50頁(yè)/共67頁(yè)e/H0.100.6150.150.6190.200.6200.250.6220.300.6250.340.6290.400.6300.450.6390.500.6450.550.6500.600.6600.650.6750.700.6900.750.705底坎為寬頂堰或平底平板閘門垂直收縮系數(shù)收縮斷面水深hc小于閘孔開(kāi)度e,可令2che2為平板閘門的垂直收縮系數(shù)第51頁(yè)/共67頁(yè)235.000.79940.000.76645.000.74250.000.72055.000.69960.000.67965

9、.000.66270.000.64675.000.63590.000.62795.000.62290.000.620底坎為寬頂堰或平底弧形閘門的垂直收縮系數(shù)cos3590 ;00.65ceReH值可按下式計(jì)算第52頁(yè)/共67頁(yè)對(duì)堰前斷面0-0和收縮斷面c-c列能量方程8.5.3 8.5.3 閘孔出流水力計(jì)算閘孔出流水力計(jì)算 eH00vchchtcc( 0.51) e第53頁(yè)/共67頁(yè) 2200020000022200220022let221let:2let12let12vv()v:v()vv():():()cccccccccccccHHhggHHgg HhQAh bh bg HhheeQebg

10、HHeHQbegH 02gHbeQ閘孔自由出流計(jì)算公式 稱為流量系數(shù)影響流量系數(shù)的主要因素 He/,2 第54頁(yè)/共67頁(yè)反映局部水頭損失的影響取決于閘底緣形式、閘門形式等無(wú)坎寬頂堰型閘孔 有底坎的寬頂堰型閘孔01950. 950850. 2垂直收縮系數(shù)水流經(jīng)閘孔時(shí)的流線收縮程度取決于閘門形式，閘孔入口的邊界條件、相對(duì)開(kāi)度注意：與堰流不同，閘孔出流中閘墩、邊墩側(cè)收縮影響相對(duì)閘門產(chǎn)生的垂直收縮可忽略。水頭較高時(shí)，可忽略行進(jìn)流速水頭第55頁(yè)/共67頁(yè)8.5.3 閘孔出流水力計(jì)算基本公式02sQb eg H過(guò)閘流量閘寬閘孔全水頭2002VHHg流量系數(shù)淹沒(méi)系數(shù)取決于閘底坎的形式、閘門的類型和閘孔的相

11、對(duì)開(kāi)度e/H值。閘門開(kāi)啟高度返回第56頁(yè)/共67頁(yè)8.5.4 底坎為平底板型的閘孔出流i1=0KKhtcc流量系數(shù)0.600.176eH平板閘門弧形閘門(0.970.81)(0.560.81)180180eH淹沒(méi)系數(shù)02sQbegH 查圖8-27eH0v0hcccv022gRC第57頁(yè)/共67頁(yè)eH0v0hcht(0.51) eccv022g02gHbeQs ccthHhh 淹沒(méi)出流時(shí)， ,潛流比： cthh 淹沒(méi)系數(shù)第58頁(yè)/共67頁(yè)閘孔出流的淹沒(méi)系數(shù) 當(dāng)下游水深大于收縮斷面水深的共軛水深，即當(dāng)下游水深大于收縮斷面水深的共軛水深，即 時(shí)，閘孔為淹沒(méi)出流。時(shí)，閘孔為淹沒(méi)出流。南京水利科學(xué)研究所

12、的研究南京水利科學(xué)研究所的研究:淹沒(méi)系數(shù)淹沒(méi)系數(shù)s與潛流比與潛流比 ( H )有關(guān)。有關(guān)。chchth cthh tcchhHhs圖8-27第59頁(yè)/共67頁(yè)60 8.5.5底坎為曲線型實(shí)用堰的閘孔出流 水流流線在閘前整個(gè)深度內(nèi)向閘孔集中，故水流的收縮比平底閘孔充分和完善得多。出閘后水舌在重力作用下緊貼溢流面下泄，不存在明顯的收縮斷面，為自由出流。 (a)(b)第60頁(yè)/共67頁(yè)底坎為曲線型實(shí)用堰的閘孔出流He02QbegH流量系數(shù)0.650.186(0.250.375)coseeHH平板閘門弧形閘門9060300為平板閘門下緣角度0.6850.19eH第61頁(yè)/共67頁(yè)例題：矩形渠道中修建一

13、水閘，采用平板閘門，閘底板與渠底齊平，閘孔寬等于3m，已知行近流速v0=0.8m/s，閘前水深H=5m，閘門開(kāi)啟高度e=1.0m，下游水深ht=3.5m，求過(guò)閘流量。解：（1）判別是堰閘出流10.20.655eH故為閘孔出流（2）確定流量系數(shù)0.600.1760.56eH（3）設(shè)下游為自由出流，計(jì)算過(guò)閘流量3020.56 1 319.6 5.0316.68/QebgHms htHhc22000.855.03219.6VHHmg前進(jìn)第62頁(yè)/共67頁(yè)（4）判別出流是否淹沒(méi)0.2eH由查表8.7得20.620則收縮斷面水深20.62 10.62chem hc的共軛水深23238( 11)20.62

14、8 5.56( 11)2.929.8 0.62ccchqhghm因ht=3.5m，故 ，閘孔為淹沒(méi)出流cthh由潛流比 ，查圖8.30得3.52.90.28652.9tcchhHh0.72s所以通過(guò)閘孔的流量為0320.72 0.56 1 319.6 5.0312.01/sQebgHms 返回第63頁(yè)/共67頁(yè)例1：某水庫(kù)溢流壩，采用曲線型堰，堰頂厚度為5m，共5孔，每孔凈寬為7m，壩頂設(shè)弧形閘門。試求壩頂水頭H為5m，各孔均勻開(kāi)啟，開(kāi)度為1m時(shí)，通過(guò)閘孔的流量（不計(jì)行近流速水頭，下游為自由出流）。解：（1）判別堰型515H所以該堰為實(shí)用堰（2）判別堰閘出流10.20.755eH所以為閘孔出流（3）確定系數(shù)由表8-14查得閘孔流量系數(shù)0.667（4）計(jì)算過(guò)閘孔流量320.667 5 7 1 19.6 5