《堰流及闸孔出流》PPT课件.ppt
第八章 堰 流 及 闸 孔 出 流,81 有一无侧收缩的矩形薄壁堰，上游堰高P1为0.5m，堰宽L为0.8m，堰顶水头H为0.6m，下游水位不影响堰顶出流。求通过的流量。解：无侧收缩 则 下游水位不影响堰顶出流，则,矩形薄壁堰流量系数,82 某河流中有单孔溢流坝如图所示。剖面按WES曲线设计。已知：筑坝处河底高程为12.20m，坝顶高程为20.00m，上游设计水位高程为21.31m，下游水位高程为16.35m，坝前河道近似矩形，河宽B为100m，边墩头部呈弧形。试求上游为设计水位时，通过流量Q为100m3/s所需的堰顶宽度？,解：由已知数据可得：,为高坝，可忽略行近流速水头，,当 时，流量系数为。对边墩头部呈圆弧形，形状系数无闸墩取 故侧收缩系数 非淹没取 流量,解此方程 故,83 某电站溢洪道拟采用曲线实用堰，今已知：(1)溢流坝上游设计水位高程为267.85m；(2)设计流量 为；(3)相应的下游水位高程为；(4)筑坝处河底高程为；(5)上游河道近似三角形断面，水面宽B为。已确定溢流坝作成三孔，每孔净宽b为16m；闸墩头部为半圆形；边墩头部为圆弧形。要求:(1)设计堰的剖面形状，确定堰顶高程；(2)当上游水位高程分别是267.0m及269.0m时，所设计的堰剖面通过的流量各为多少（下游水位低于堰顶）？(3)当通过流量Q为6000 时，计算所需的上游水位高程。,解：(一）设计堰的剖面形状，确定堰顶高程 1 根据已知资料计算设计水头,（1）对WES剖面，先假设为高堰，即，取，（非淹没）侧收缩系数（2）式中已知：,边墩形状系数 2型闸墩在 时，代入式（2）得，（3）代（3）式入（1）式得 用试算法由上式求得 堰顶高程为,验证前面的假定是否正确：上游堰高 流量系数=0.052是正确的。又 下游水位低于堰顶，为自由出流。取 是正确的。,2 设计堰的剖面形状,采用WES剖面，堰顶O点上游三圆弧的半径及水平坐标值为：BO圆弧段：,OC曲线段：,曲线方程为 即(4)按（）式算得的坐标值列于下表：,根据表中数值绘得堰顶曲线如解图所示。,值线段：取坡度，则 确定的坐标：又 故有,即 反弧半径按下式计算：式中：上游水位差 代入（5）式得,取 反弧圆心点O的坐标为：D点的坐标：E的坐标：,剖面图见解8-3图（二）当上游水位高程分别是267.0m及269.0m时，所设计的堰剖面通过的流量。上游水位为267.0m时，运行水头H为：而 故，查图 8-12得，则 下游水位低于堰顶。为非淹没出流,取查图8-14得,则 故 当上游水位为269.0m时：,而 故,查图8-12 得 则 取,则,（三）当通过流量为6000 时，计算所需的上游水位高程。,此时的运行水头为（6）取 代入（6）式，用试算法得初值,查图8-12 得 代入（6）式，由此再算得，取 注意到，即，故上游水位高程为,84 某灌溉进水闸为3孔，每孔宽为10m；闸墩头部为半圆形，闸墩厚为3m；边墩头部为圆弧形，边墩计算厚度为2m；闸前行进流速；其它数据如图所示。试确定相应于不同下游水位时过闸流量：（1）下游水位高程为17.75m（2）下游水位高程为16.70m 解：（一）当下游水位高程为17.75m时：堰型：，,因，故该水闸为宽顶堰流流态：水流为淹没出流 由此查表84得 流量系数：,侧收缩系数 中孔 边孔,取加权平均值 流量（二）当下游水位高程为16.70m时，为自由出流,取 则,85 某拦河闸共9孔，每孔宽为14m；闸墩厚d为3.5m，闸墩头部为圆形，边墩迎水面为圆弧形，圆弧半径r=5m，计算厚度为3m；闸前水位高程为18m；闸底板高程为6m；闸前行近流速v0为3m/s；下游水位不影响出流。试确定闸门全开时的过闸流量。题 85图,解：该水闸当闸门全开时可按无坎宽顶堰计算，水头 因下游水位不影响出流，可视为自由出流，即 流量系数对多孔闸采用加权平均值：中孔流量系数:,查表85得 边孔流量系数:查表85得 加权平均值,流量,86 一具有水平顶的堰，各部分尺寸如图示（图中单位为米）。试求：(1)判断堰的类型。(2)计算通过堰的流量。解：(一）判断堰的类型：为宽顶堰,(二）计算流量：为低堰，要考虑行进流速的影响。但流量未知，因此要采用逐步近似计算法。首先假设 查表82得淹没系数,流量系数 侧收缩系数,第一次近似计算流量：,第二次近似计算流量：,为淹没出流。查表82 得,第三次近似计算流量：,淹没出流。查表82 得再计算流量就与第三次相接近，故取,8-7 某水利枢纽设平底冲沙闸，用弧形闸门控制流量。闸孔宽b为10m，弧门半径R为15m，门轴高程为16.0m，上游水位高程为18.0m，闸底板高程为6.0m。试计算：闸孔开度e为2m，下游水位高程为8.5m及14.0m时，通过闸孔的流量（不计行近流速的影响）。题 87图,解：（一）求当下游水位为8.5m时的流量因不计行进流速 的影响，可取，为闸孔出流 门轴高,弧形闸门的流量系数为判别闸下是否淹没：弧形闸门的垂直收缩系数 由，查表88得 则,故 当下游水位高程为8.5m时，下游水深 因，故闸下游为自由出流,流量（二）求当下游水位高程为14m时的流量，闸下游为淹没出流淹没系数 潜流比 查图834得淹没系数 流量,8-8 某平底水闸，采用平板闸门。已知：水头H为4m，闸孔宽b为5m，闸门开度e为1m，行近流速v0为1.2m/s。试求下游为自由出流时的流量。解：，为闸孔出流 流量系数：流量：,8-9 在底宽b1为6.8m，边坡系数m为1的梯形渠道中，设置有两孔水闸，用平板闸门控制流量。闸坎高度为零，闸孔为矩形断面，闸墩头部为半圆形，墩厚d为0.8m；边墩头部为矩形。试求闸孔开度e为0.6m、闸前水深H为1.6m时，保证通过流量Q为9m3/s所需的闸宽B（下游为自由流）。题 89图,解：，为闸孔出流 平板闸门流量系数为由,得 故,8-10 实用堰顶部设平板闸门以调节上游水位。闸门底缘的斜面朝向上游倾斜角为60。试求所需的闸孔开度e。已知：流量Q为30m3/s，堰顶水头H为3.6m，闸孔净宽b为5m（下游水位低于堰顶，不计行近流速）。解：对闸底坎为曲线实用堰型闸孔出流流量系数按下列经验公式计算,由 得 即 解以上方程得 取,811 一溢流坝为曲线型实用堰，今在坝顶设弧形闸门。已知：上游水头H为3m，闸孔净宽b为5m，下游为自由出流，不计行近流速。试求闸孔开度e为0.9m时的流量。题 811图,解：，为闸孔出流 对曲线形实用堰顶弧形闸门的流量系数 值查表89得 则流量,Thank you for coming!,
