第十章 打印A4Word文件下载.docx
- 文档编号:15051244
- 上传时间:2022-10-27
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:548.80KB
第十章 打印A4Word文件下载.docx
《第十章 打印A4Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第十章 打印A4Word文件下载.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
此外,根据堰口形状分:
矩形堰,三角形堰,梯形堰等。
根据上游渠道的宽度B与堰宽b的关系分:
B>
b,称为侧收缩堰;
B=b,称为无侧收缩堰。
三.本章主要研究的问题:
探讨各种堰的过流量与堰的各个特征量之间的关系。
§
10-1堰流的基本公式
堰流的共性是:
①.明渠缓流的溢流。
②.不计沿程损失。
因此,堰流具有同一结构形式的公式,其差异仅仅是某些系数不同而已。
一.堰流基本公式的推导:
我们从无侧收缩、自由式薄壁堰出发,来推导堰流的基本公式。
如图,对1—1和2—2断面列伯努利方程,有:
设断面2—2处的水舌厚度为KH0,堰顶溢流宽度为b,则:
上述为无侧收缩、自由式堰的流量公式。
二.堰流的基本公式:
无侧收缩自由式:
或:
无侧收缩淹没式:
或:
侧收缩自由式:
侧收缩淹没式:
或:
侧收缩淹没式堰流的公式为堰流公式的最一般形式。
10-2薄壁堰
薄壁堰多用作测量流量的设施。
一.矩形薄壁堰:
1.完全堰:
无侧收缩、自由式、水舌下通风的矩形薄壁正堰称为完全堰。
完全堰溢流稳定,常作为一种测量流量的设备,其流量公式一般采用:
2.侧收缩堰:
其流量公式为:
3.淹没堰:
当堰的下游水位高于堰顶(即:
Δ>
0),并且堰顶下游发生淹没水跃(这时:
z/p′<
0.7)时,为淹没堰(或称潜堰)。
由于淹没堰的水面波动较大,测量精度不高,故在测量流量时应尽量避免。
二.三角形薄壁堰:
堰口为三角形的薄壁堰称为三角形薄壁堰,简称为三角堰。
它一般用于测量较小的流量(Q<
0.1m3/s)。
三角堰的流量公式为:
三.梯形薄壁堰:
堰口为梯形的薄壁堰称为梯形薄壁堰,简称为梯形堰。
它用于测量的流量介于矩形堰与三角堰之间。
梯形堰的流量=中间矩形堰的流量+两侧所合成的三角堰的流量。
1897年意大利人西波利地研究得出:
当θ=14∘时,mt为常数,且mt=0.42。
将θ=14∘的梯形堰称为西波利地堰。
最后应注意:
用薄壁堰测量流量时,一般要在堰槽上设置整流栅,并按有关规定确定堰槽的长度。
参见书上的图10—7和表10—1。
10-3实用堰
实用堰又称溢洪坝,主要用作水利工程中的蓄水和泄洪建筑物。
非真空堰:
坝的剖面曲线基本上与薄壁堰水舌下缘外形相符,水流作用在堰面上的压强近似为大气压。
真空堰:
坝的剖面曲线低于溢流水舌下缘,溢流水舌脱离堰面,脱离处的空气被水流带走,形成真空区。
实用堰的流量计算公式:
流量系数m的取值应由模型实验给出。
初步估算时,真空堰可取:
m=0.50;
非真空堰可取:
m=0.45;
多边形堰可取:
m=0.35~0.42。
实用堰的淹没条件同薄壁堰,即形成淹没堰必须满足:
①.下游水位高于堰顶(必要条件);
②.并且堰顶下游发生淹没水跃(充分条件)。
10-4宽顶堰
小桥、无压短涵管、灌溉系统的节制闸等的水力计算基本上都是利用宽顶堰的有关理论。
一.自由式无侧收缩宽顶堰:
1.宽顶堰自由出流条件:
堰顶水流在收缩断面2—2后的水深小于临界水深,即h1<
hK。
堰顶水流为渐变流(且为急流)。
由实验得知,此时:
4<
δ/H<
10。
2.流量计算:
由于宽顶堰的堰口形状一般为矩形,故有:
此式即为无侧收缩、自由式堰的流量公式。
巴赫曼简夫(1912年)提出一种假说,认为:
h1=hK。
宽顶堰的流量系数m的值一般在0.3~0.385之间。
3.计算宽顶堰流量系数的经验公式:
1.直角锐缘进口:
2.圆角进口(r/H≥0.3,r为圆进口的圆弧半径):
二.淹没标准和无侧收缩淹没式宽顶堰:
1.宽顶堰的淹没出流条件:
①.必要条件:
下游水位要高过堰顶,即Δ>
0。
②.充分条件:
Δ=h-p′≥NH0。
实验证明:
N在0.75~0.87间变化。
一般计算,可取N=0.8,即Δ≥0.8H0。
宽顶堰发生淹没出流时,堰顶水流在收缩断面的水深h2>
hK。
整个堰顶水流呈(渐变流)
缓流状态。
2.无侧收缩淹没式宽顶堰的流量计算:
与自由出流相仿,对1—1和2—2断面列伯努利方程,可得:
三.侧收缩宽顶堰:
侧向收缩自由式宽顶堰的流量公式为:
侧向收缩淹没式宽顶堰的流量公式为:
上式中a为墩形系数:
矩形墩,a=0.19;
圆形墩,a=0.1。
四.宽顶堰的水力计算方法:
一般宽顶堰的流量计算式为:
上式中,等号两边都有Q,可用迭代法求解,并根据下式检验迭代的结果:
例1:
一直角进口无侧收缩宽顶堰,堰宽b=4.00m,堰高p=ṕ=0.60m,
水头H=1.20m,下游水深h=1.70m,求通过的流量Q。
解:
①。
。
,
,故为淹没出流。
②.计算流量系数
③.计算过堰流量Q
第一次迭代:
第二次迭代:
,
第三次迭代:
第四次迭代:
已满足精度要求,故通过的流量为:
④.校核堰上游是否为缓流:
上游为缓流。
缓流经障壁形成堰流,表明以上的计算是正确的。
*例2:
矩形进口宽顶堰。
已知:
B=3m、b=2m、p=p’=1m、H=2m、h=1m。
求:
流量Q。
解:
Q和H0的关系:
10-5小桥孔径的水力计算
一.小桥过流的水力特性及水力计算公式:
1.水力特性:
无压缓流经过小桥的水流现象与宽顶堰流相似,可看作是有侧收缩的无坎(p=p'
=0)宽顶堰流。
小桥过流也分为自由式和淹没式:
实验证实:
当h<
1.3hk时为自由式小桥过流;
当h≥1.3hk时为淹没式小桥过流。
自由出流时:
桥下水深h1=Ψhk。
Ψ的值由小桥进口形式确定:
非平滑进口Ψ=0.75~0.80;
平滑进口Ψ=0.80~0.85。
淹没出流时:
桥下水深h2≈h。
h为桥下游的水深。
2.流量公式:
①.自由式小桥出流时:
小桥孔一般为矩形断面,水流发生侧向收缩处:
桥下水深为h1;
bc=εb;
A=εbh1。
②.淹没式小桥出流时:
二.小桥过流的水力计算原则:
小桥孔径的水力计算的主要内容是:
已知桥孔通过的设计流量Q(由水文计算确定),设计桥孔孔径B,并验算桥前的壅水水深H。
设计时,一般从桥下允许流速V'
(V’为桥下铺砌材料或天然土壤的最大允许流速)出发,设计小桥孔径b,并选用标准孔径B,使B>
b(公路桥梁的标准孔径有B=4、5、6、8、10、13、16、20m等多种;
铁路桥梁的标准孔径有B=4、5、6、8、10、12、16、20m等多种)。
再校核桥前雍水水深H,要求H不大于规范允许值H'
1.小桥孔径的计算步骤:
1)确定下游河槽天然水深h;
2)确定桥孔下临界水深hk;
3)判别小桥桥孔下出流情况:
4)确定桥孔孔径B,计算桥前的壅水水深H。
2.用到的有关公式:
桥下矩形过流断面的宽度为b,有效宽度为εb:
这里的
(1)、
(2)、(3)、(4)及(5)式就是hk与b,V'
及H的关系式,是小桥设计计算的基础。
其中的ε和Φ值可由书上P247的表10-6查取。
可见:
宽顶堰的淹没标准Δ≥0.8H0和小桥过流的淹没标准h≥1.3hk基本上是一致的。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第十章 打印A4 第十 打印 A4
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)