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1、第八章 堰流及闸孔出流,都江堰,鱼嘴(分水堤)、飞沙堰(溢洪道)、宝瓶口(引水口) 鱼嘴与金刚堤：内江和外江 ；“四六分水”； 飞沙堰：排洪排沙，挡水；“低作堰” “深淘滩”,在环境工程领域内的应用,沉淀池的出口一胶采用溢流堰，堰前应加设挡板，挡板淹没深度不小于0.25m，距出水口为0.250.5m。溢流堰大多数采用锯齿形堰，易于加工及安装，更易保证出水均匀 。这种出水堰常用钢板制成，齿深50mm，齿距200mm，直角，用螺栓固定在出口的池壁上。,沉淀池入流区和出流区的设计,锯齿形出水堰,浮渣槽,平流式沉淀池,辐流式沉淀池,出水堰,出水槽,辐流式沉淀池,周边进水，中心出水辐流式沉淀池,主要内容
2、,8-1 堰流的定义及其分类 8-2 堰流基本公式 8-3 薄壁堰流的水力计算 8-4 宽顶堰流的水力计算 8-5 闸孔出流的水力计算,本章重点掌握,堰流的定义 堰的分类 堰流的基本计算公式 堰流与闸孔出流的关系,堰 流,闸孔出流,堰流不受闸门控制水面为一条光滑的曲线，而闸孔出流受闸门的控制水面在闸门处不连续。,都是上游壅水，水流在重力作用下运动，将势能转化为动能的过程； 都是急变流，能量损失主要是局部水头损失。,堰流:顶部闸门完全开启，闸门下缘脱离水面，水流从建筑物顶部自由下泄。,闸孔出流：顶部闸门部分开启，水流受闸门控制而从建筑物顶部与闸门下缘间的孔口流出。,第一节 堰流的定义及其分类,无
3、压缓流越过障壁产生的局部水力现象称为堰流， 障壁称为堰（既能挡水，又能过水的水工建筑物）。,闸孔出流与堰流在一定条件下可互相转化。 底坎为宽顶堰： 底坎为曲线形 闸孔出流 e/H0.65 e/H0.75 堰流 e/H 0.65 e/H 0.75,堰、闸孔出流的判别,堰流的分类,堰的外形及厚度不同，其能量损失及过水能力也会不同,堰宽b,按/H分类,/H0.67 薄壁堰流,0.67/H2.5 实用堰流,2.5/H10 宽顶堰流,曲线形,折线形,有坎,无坎,按下游水位是否对过堰水流有顶托阻水的影响,自由堰流,淹没堰流,按有无侧向收缩,无侧收缩堰流 b=B,有侧收缩堰流bB,第二节 堰流的基本公式,用
4、能量方程式来推求 堰流计算的基本公式 令,流速系数,堰流基本公式适用于各种形式的堰流，只是流量系数不同而已。,b：堰宽 e： 断面1-1上水舌厚度 令e=kH0,堰流基本公式,水力计算类型,计算过堰流量Q,计算堰上水头H,设计堰宽b,第三节 薄壁堰流的水力计算,薄壁堰流具有稳定的水头和流量的关系，常作为水力模型或野外测量中一种有效的量水工具。,当矩形薄壁堰无侧收缩，自由出流时，水流最为稳定，测量精度也较高； 堰上水头不宜过小（应大于2.5m）； 水舌下面的空间通气良好；,三角形薄壁堰适用于小流量的量测 直角三角形薄壁堰的计算公式可简化为,为保证下游为自由出流，矩形薄壁堰应满足 H 2.5 cm
5、 ，否则堰下形成贴壁流，出流不稳定 水舌下与大气通，否则水舌下有真空，出流不稳定,流量公式为：,包含行近流速影响在内的流量系数,流量系数采用巴赞公式(1898) 适用范围 ： H1.24m，b2m，P1.13m,无侧向收缩影响的流量系数,有侧向收缩影响的流量系数 薄壁堰在形成淹没溢流时，下游水面波动较大，溢流很不稳定。所以，一般情况下量水用的薄壁堰不宜在淹没条件下工作。,二、三角形薄壁堰,在H0.05m，流量小于100l /s时，宜采用三角形薄壁堰作为量水堰,根据汤姆逊(P.W.Thomson)的实验，在H=0.050.25m时，m0=0.395。因此=90的三角形薄壁堰的流量公式为 金(H.
6、 W. King)根据实验提出，在H=0.060.55m条件下，流量公式为 两式中单位，H 用m，Q 用 m3/s。,第四节 宽顶堰流的水力计算,流量系数,淹没条件,侧收缩系数,例题1：如图所示直角进口堰，堰顶厚度=5m，堰宽与上游矩形渠道宽度相同，b=1.28m，求过堰流量。,解：（1）判别堰型,所以该堰为宽顶堰,（2）确定系数,（3）第一次近似计算流量,设H01=H=0.85m,（4）第二次近似计算流量,（5）第三次近似计算流量,符合要求,（6）验证出流形式,仍为自由出流，故所求流量为1.68m3/s。,取决于闸底坎的形式、闸门的类型和闸孔的相对开度e/H值。,第五节 闸孔出流的水力计算,一、闸孔出流的基本公式,二、底坎为宽顶堰型的闸孔出流,自由出流水跃在临界式或远离式位置处,淹没出流水跃在淹没式位置处,流量系数,平板闸门,弧形闸门,淹没系数,查图,三、底坎为曲线型实用堰的闸孔出流,流量系数,平板闸门,弧形闸门 查表,
