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1、水面曲线实验一、实验目的要求1观察棱柱体渠道中非均匀渐变流的十二种水面曲线。2掌握十二种水面曲线的生成条件。二实验装置 图12.1水面曲线实验装置图1自循环供水器2实验台 3可控硅无级调速器4溢流板 5稳水孔板 6变坡水槽7闸板8底坡水准泡 9变坡轴承 10长度标尺 11闸板锁紧轮 12垂向滑尺 13带标尺的升降杆 14升降机构 为改变明槽底坡，以演示十二种水面曲线，事实验装置配有新型高比速直齿电机驱动的升降机构14按下14的升降开关明槽6即绕轴承9转动，从而改变水槽的底坡，坡度值由升降杆13的标尺值和轴承9与升降机上支点水平间距()算得，平坡可依底坡水准泡8判定实验流量由可控硅无缎调遣嚣l调
2、控，并用重量法(或体积法)测定，槽身设有两道闸板用于调控上下游水位。以形成不同水面线型。闸板锁紧轮ll用以夹紧闸板。使其定位，水深由滑尺12量测。 三、实验原理如图12.2所示十二种水面线分别产生于五种不同底坡。因而实验时，必需先确定底坡性质，其中需测定的，也是最关键的是平坡和临界坡。平坡可依据水准泡或升降标尺值判定。临界底坡应满足下列关系：图 12.2 式中，分别为明槽临界流时的湿周、谢才系数、槽宽、水深和水力半径；n为为糙率。(以上公式单位均取米.秒)。临界底坡确定后，保持流量不变，改变渠槽底坡，就可形成陡坡（），缓坡，平坡和逆坡（），分别在不同坡度下调节闸板开度，则可得到不同型式的水面曲
3、线。四、实验方法与步骤 1、测记设备有关常数。2、开启水泵，调节调速开关使供水量最大，待稳定后测量过槽流量，重测两次取其均值。3、计算临界底坡值。4、操纵升降机构，至所需的高程读数，使槽底坡度观察槽中临界流(均匀流)时的水面曲线。然后插入闸板2，观察闸前和闸后出现的型水面曲线，并将曲线绘于记录纸上。5操纵升降机构使槽底坡度出现（使底坡尽量陡些），插入闸板2，调节开度，使渠道上同时呈现水面曲线，并绘于记录纸上。 6操纵升降机构，使槽中分别出现(使底坡尽量接近于0)、，插入闸板l，调节开度，使槽中分别出现相应的水面曲线，并绘在记录纸上。(缓坡时，闸板1开启适度，能同时呈现型水面线)。7实验结束，关闭水泵。注：在以上实验时为了在一个底坡上同时呈现三种水面曲线，要求缓坡宜缓些，陡坡宜陡些。五、实验成果及要求 1记录有关常数： (两支点间距) 2、记录及计算流量:体积时间流量计算临界底坡（以米，秒为单位） 3定性绘制水面线并注明线型。六、实验分析与讨论 1判别临界流除了采用方法外，还有其他什么方法?2分析计算水面线时，急流和缓流的控制断面应如何选择?为什么?3在进行缓坡或陡坡实验时，为什么在接近临界底坡情况下，不容易同时出现三种水面线的流动型式?4请利用本实验装置，独立构思测量活动水槽糙率n的实验方案。(假定水槽中流动为阻力平方区)。
