三角形堰实用流量计算公式

三角形堰实用流量计算公式
三角形堰实用流量计算公式

三角形堰实用流量计算公式

点击次数:683 发布时间:2010-12-1

三角形堰是堰口形状为等腰三角形的薄壁堰,如图12-6所示。当明渠流量较小时,如果使用矩形堰或全宽堰测量流量,则上下游的液位差很小,这会使得测量误差增大,为了使测量结果更加准确可以使用三角形堰。对于三角形堰,当上游液位h变化时,堰口液流的宽度b也同时随着变化。因此,三角形堰的流量计算公式应和三角形的顶角θ有关。

三角形堰堰口的曲线方程是

将上式代入式(12-4),沿高度方向对整个液流进行流量的积分,可以得到流经三角形堰的流体流量qv公式为

当堰口顶角时,三角形堰的流量实际计算公式(也称为Kindsvater-Shen公式)为

式中,C e是三角形堰的流量系数,还是三个变量的函数:

式中,p是三角形堰的顶角到堰底的距离;B是堰的宽度,he是有效水头,he=h+K h;h是实测水头;Kh是水头的修正值。

当时,C e的值可查图12-7,K h等于O.85mm

对于的兰角形堰,目前还缺乏经验数据以确定C e、h/p和p/B的函数关系。但是,在堰口面积与明渠的通流面积相比很小时,h/p、p/B对C e值影响可以忽略不计,C e只是θ的函数,如图12-8所示,相应K h可以从图12-9查到。

式(12-27)的适用条件为

当时,要把h/p和p/B限制在图12-7所列的范围内;

当时,h/p≤0.35,1.5>p/B>O.1,h≥0.06m,p≥0.09mo

为了准确地测量比直角三角形堰的流量测量范围更小的流量,可以使用锐角三角形堰。在IS01438-75中还给出了的三角形堰以及三角形堰在不同的水头下流量系数和流量的表。

堰流公式

第八章 堰流及闸孔出流 水利工程中,为防洪、灌溉、航运、发电等要求,需修建溢流坝、水闸等控制水流的水工建筑物。例如,溢流坝、 水闸底槛、桥孔和无压涵洞进口等。 堰是顶部过流的水工建筑物。 图1、2中过堰水流均未受闸门控制影响 闸孔出流:过堰水流受闸门控制时,就是孔流 堰流和闸孔出流是两种不同的水流现象。它们的不同点在于堰流的水面线为一条光滑曲线且过水能力强,而孔流的闸孔上、下游水面曲线不连续且过水能力弱。它们的共同点是壅高上游水位;在重力作用下形成水流运动;明渠急变流在较短范围内流线急剧弯曲,有离心力;出流过程的能量损失主要是局部损失。 相对性: 堰流和孔流是相对的,堰流和孔流取决于闸孔相对开度,闸底坎及闸门(或胸墙) 型式以及上游来流条件(涨水或落水)。 平顶堰: e /H ≤0.65 孔 流 曲线型堰:e/H ≤ 0.75 孔 流 e/H > 0.75 堰 e/H >0.65 堰 流 式中:e 为 闸孔开度; H 为 堰上水头 堰流及孔流是水利工程中常见的水流现象,其水力计算的主要任务是研究过水能力。它包括堰闸出流水力特性和堰闸水力计算。 图4 闸孔出流 e H H v 0 图1 堰流 b H 图2 堰流 b e 图3 堰流及闸孔出流 H

第一节堰流的分类及水力计算基本公式 一、堰流的分类 水利工程中,常根据不同建筑材料,将堰作成不同类型。例如,溢流坝常用混凝土或石料作成较厚的曲线或者折线型;实验室量水堰一般用钢板、木板作成薄堰壁。 堰外形、厚度不同,能量损失及过水能力不同。 堰前断面:堰上游水面无明显下降的0-0 断面 堰上水头:堰前断面堰顶以上的水深,用H 表示 行进流速:堰前断面的流速称为行进流速,用v0表示 堰前断面距离上游壁面的距离:L =(3~5) H 研究表明,流过堰顶的水流型态随堰坎厚度与堰顶水头之比δ/H 而变,工程上,按δ与H的大小将堰流分薄壁堰、实用堰、宽顶堰。 1. 薄壁堰:δ/H<0.67 越过堰顶的水舌形状不受堰厚影响,水舌下缘与堰顶为线接触,水面呈降落线。由于堰顶常作成锐缘形,故薄壁堰也称锐缘堰。 2. 实用堰流:0.67 <δ/H <2.5 水利工程,常将堰作成曲线型,称曲线型实用堰。堰顶加厚,水舌下缘与堰顶为面接触,水舌受堰顶约束和顶托,已影响水舌形状和堰的过流能力。折线型实用堰:水利工程,常将堰作成折线形。 3. 宽顶堰:2.5<δ/ H<10 宽顶堰堰顶厚度对水流顶托非常明显。 水流特征:水流在进口附近的水面形成降落;有一段水流与堰顶几乎平行;下游水位较低时,出堰水流二次水面降。 4. 明渠水流:堰坎厚度δ>10H 0 v0 H δ 1 1 图6 曲线型实用堰 P v v H P 1 1 δ 图7 折线型实用堰 当水流接近堰顶,流线收缩,流速加大,自由表面逐渐下降 H P1 v0 1 11v1 P2 δ 图5 薄壁堰

宽顶堰流的水力计算

宽顶堰流的水力计算

宽顶堰流的水力计算 https://www.360docs.net/doc/7b5029631.html,/zhangj/151/show.aspx?id=255&cid=3 2 如图所示,水流进入有底坎的堰顶后,水流在垂直方向受到堰坎边界的约束,堰顶上的过水断面缩小,流速增大,势能转化为动能。同时堰坎前后产生的局部水头损失,也导致堰顶上势能减小。所以宽顶堰过堰水流的特征是进口处水面会发生明显跌落。从水力学观点看,过水断面的缩小,可以是堰坎引起,也可以是两侧横向约束引起。当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或涵洞)的进口等建筑物时,由于进口段的过水断面在平面上收缩,使过水断面减小,流速加大,部分势能转化为动能,也会形成水面跌落,这种流动现象称为无坎宽顶堰流,仍按宽顶堰流的方法进行分析、计算。 (一)流量系数

宽顶堰的流量系数取决于堰的进口形状和堰的相对高度,不同的进口堰头形状,可按下列方法确定。 1、进口堰头为直角 (8-22) 2、进口堰头为圆角 (8-23) 3、斜坡式进口 流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。 在公式(8-22)、(8-23)中为上游堰高。当≥3时,由堰高引起的水流垂向收缩已达到相当充分程度,故计算时将不考虑堰高变化的影响,按=3代入公式计算值。 由公式可以看出,宽顶堰的流量系数的变化范围在0.32~0.385之间,当=0时,=0.385,此时宽顶堰的流量系数值最大。 比较一下实用堰和宽顶堰的流量系数,我们可以看到前者比后者大,也就是说实用堰有较大的过水能力。对此,可以这样来理解:实用堰顶水流是流线向上弯曲的急变流,其断面上的动水压强小于按静水压

(完整版)出水堰设计规范

出水堰设计规范 一、出水堰类型 常见的出水堰类型有三种:三角堰、梯形堰、矩形堰。 其中的三角堰直角三角堰和锐角三角堰两种,矩形堰又分为不淹没式矩形堰和淹没式矩形堰。本规范重点介绍污水中常见的三角堰、梯形堰。 二、三角堰 2.1基本构造 三角形出水堰简称三角堰,主要由堰板和堰口两部分组成。 常见类型为 90°三角形出水堰,即直角三角堰,其断面见图1。 图 1:直角三角堰局部断面图 图中各符号的意义如下: a:堰口长度; b:堰口间静距; c:堰口端头预留长度; d:堰口高度,其值等于 0.5a; h:过堰水深; H:堰板高度;

2.2计算公式 2.2.1单个堰口过堰流量计算公式 (1)当 h=0.021~0.200m时,单个堰口过堰流量计算公式如下: 2.5 3 q=1.4h(m /s) 式中各符号的如下: 3 q:过堰流量( m /s); h:过堰水深( m); (2)当 h=0.301~0.350m时,单个堰口过堰流量计算公式如下: 2.47 3 q=1.343h(m /s) 式中各符号的如下: 3 q:过堰流量( m /s); h:过堰水深( m); 当 h=0.021~0.300m时,q采用以上两个计算公式的平均值。 以上两个计算公式的适用条件: 自由流非淹没薄壁堰(目前我公司的出水堰均满足此条件); 直角三角堰。 2.2.2堰口数量 堰口数量 n的计算公式: n=Q/q(个) 式中各符号的如下: 3 q:过堰流量( m /s); 3 Q:设计流量( m /s); n:堰口数量(个); 计算出堰口数量后,需要确定堰口长度、堰口间静距、堰板高度,结合水池尺寸及出水堰布置位置确定出水堰个数,得到出水堰基本参数。 2.2.3校核出水堰 主要校核参数:堰上负荷。

水堰的流量计算

水堰 水堰由堰板和堰槽构成,当水经堰槽流过堰板的堰口时,根据堰上水头的高 低即可计算出流量。 1.堰板的结构 (1)堰口的断面如图3所示,堰口与内侧面成直角,唇厚2毫米,向外侧倒45° 倾斜面,毛刺应清除干净。 (2)堰口棱缘要修整成锐棱,不得呈圆形,堰板内侧面要平滑,以防发生乱流。 (3)堰板的材料必须保证不生锈和耐腐蚀。 (4)堰板安装时必须铅直,堰口应位于堰槽宽度的中央,与堰槽两侧壁成直角。 (5)各种水堰的堰口如图4所示。90°三角堰的直角等分线应当铅直,直角允差为±5′。形堰和全宽堰的堰口下缘应保证水平,堰口直角允差为±5, 堰口宽度允差为±0.001b。 (1)堰槽要坚固,不易变形,否则使测量产生误差。 (2)在堰槽上流设置适当整流装置,以减少水面披动。 (3)堰槽的底面应平滑,侧面和底面应垂直。 (4)全宽堰槽堰的两侧面应向外延长,如图4c所示,延长壁应和两侧面一样的平滑,与堰口下边缘垂直,直角允差±5′。延长壁上应设置通气孔,通气孔应靠近堰口并在水头下面以保证测量时水头内侧空气畅通。通气孔的面积S≥ B——堰口宽度(mm) h'——最大水头(mm)。 (5)堰进水部分的容量应尽可能大些厂这部分的宽度和深度不能小于整流栅下流的宽度和深度,导水管应埋设在水中。 3.堰的水头测定方法 (1)水头是指水流的上水面至堰口底点(90’三角堰)或堰口下边缘(矩形堰、全宽堰)的垂直距离。 (2)为避免近堰板处水面降低而引起的误差,测定水头h处离堰口的距离等于200~B(毫米)。 (3)应当在越过堰口流下来的水流与堰板不附着的情况下进行测量。

(4)水堰的堰口至堰口外水池液面的高度不得小于100毫米。 (5)可以采用钳针或测针液面计测量水头。钩针液面计构造如图6所示。使用时应将针先沉入水内再提上对准水面,以消除水的表面张力的影响。 (6)水位零点的测定精度应在0.2毫米以内,最好当堰口流出来的水流刚停止时测定水位的零点,每次试验时都要测定零点。由于表面张力的影响,矩形堰和全宽堰测量零位数值时应减少1毫米。 4.水堰流量的计算公式和计算表 (1) 90°三角堰如图7所示 90°三角堰流量计算公式 式中 Q——流量(l/s) h——堰口水头(m) c——流量系数 c=1354++(140+)(-0.09)2 B——堰槽宽度(m) D——堰槽底面至堰口底点距离(m) 流量系数公式在下述范围内适用: B=0.5~1.2(m) D=0.1~0.75(m) (2) 矩形堰如图8所示 矩形堰流量计算公式 式中 Q——流量(l/s)

两种不同表达式的水闸淹没宽顶堰流量计算公式计算结相一致的讨论

两种不同表达式的水闸淹没宽顶堰流量计算公式计算结相一致的讨论水闸淹没宽顶堰流量计算公式有两种表达形式: 一种是 Q=φsεBh…………(0-1) 另一种是Q=σsεBm H03/2 …………(0-2) 式中:Q-过闸流量; ε-侧收缩系数; B-闸室净过水宽度; h-闸室水深,比势能; g-重力加速度; H0-闸上游翼墙前河道末收缩断面(后简称断面1-1)单位水体总能量; m-流量系数; φs-淹没流速系数; σs-淹没流量系数。 从水力学知,式(0-1)是由闸室过水断面(后简称断面2-2)与断面1-1建立能量关系方程 H0=h++ξ…………(0-3) 推导而来;而式(0-2)又是引进参数K=,m=φK由式(0-1)演变而得,二式同根同源。然而水闸设计工程师都知道,此二公式在相同条件下计算结果是不等的。对某闸过闸流量核算淹没度hs/h0=0.965,用【参1】按式(0-1)计算得Q=470m3/s;用【参2】按式(0-2)计算得Q=394 m3/s,相差近20%。

式(0-1)、(0-2)本同根同源,它们计算结果却不一致,这是不合理的,也不是必 然的。对一个具体的水闸来说,其闸室q~h关系曲线只有一条,即在某一水深只能通过一个流量。 一、室矩形过水断面的水力特性 特性方程:E s=h+=h+(1-1) 式中:E s-闸室收缩断面2-2单位水体总能量; V2-平均流速; q-单宽流量; a2-动能改正系数; -断面2-2比动能; h-同前。 式(1-1)即式(0-3)等号右边的前两项。 式(1-1)E s=f(h,q),令q=常量,使其变为平面问题,(如q=5,10,15,25)可作E ~h关系曲线,见图1 s

三角堰

问 题: 三角形堰实用流量计算公式 说明:三角形堰是堰口形状为等腰三角形的薄壁堰,如图12-6所示。当明渠流量较小时,如果使用矩形堰或全宽堰测量流量,则上下游的液位差很小,这会使得测量误差增大,为了使测量结果更加准确可以使用三角形堰。对于三角形堰,当上游液位h变化时,堰口液流的宽度b也同时随着变化。因此,三角形堰的流量计算公式应和三角形的顶角θ有关。 三角形堰堰口的曲线方程是

将上式代入式(12-4),沿高度方向对整个液流进行流量的积分,可以得到流经三角形堰的流体流量qv公式为 当堰口顶角时,三角形堰的流量实际计算公式(也称为Kindsvater-Shen公式)为 式中,C e是三角形堰的流量系数,还是三个变量的函数: 式中,p是三角形堰的顶角到堰底的距离;B是堰的宽度,h e是有效水头,he=h+K h;h是实测水头;Kh是水头的修正值。当时,C e的值可查图12-7,K h等于O.85mm 对于的兰角形堰,目前还缺乏经验数据以确定C e、h/p和p/B的函数关系。但是,在堰口面积与明渠的通流面积相比

很小时,h/p、p/B对C e值影响可以忽略不计,C e只是θ的函数,如图12-8所示,相应K h可以从图12-9查到。 式(12-27)的适用条件为 当时,要把h/p和p/B限制在图12-7所列的范围内; 当时,h/p≤0.35,1.5>p/B>O.1,h≥0.06m,p≥0.09 mo 为了准确地测量比直角三角形堰的流量测量范围更小的流量,可以使用锐角三角形堰。在IS01438-75中还给出了

的三角形堰以及三角形堰在不同的水头下流量系数和流量的表。

三角堰计算

三角堰流量公式为 式中h为堰顶的淹深,K为特征常数(图D3.3.1b)。 式中h为堰顶的淹深(图D3.3.1c)。 图D3.3.1 楼上所述公式Q=1.343*H的2.47次方和Q = K h5/2有应用范围的当H=0.021-0.200M时用公式Q = K h5/2 当H=0.301-0.350M时用公式Q = 1.343*H的2.47次方 当H=0.201-0.300时用上俩公式的平均值 详见给排水手册1册682页 3.出水三角堰(90度) 1)初沉池出水堰的负荷不大于2.9L/s·m,表面水力负荷2m3/m2·h 出流堰单位长度溢流量相等,一般250m3/m·d(约0.003m3/m·s) 出水堰总堰长:(320/3600)*103/2.9=30.7m 2)堰上水头:H1=0.1mH2O(即三角口底部到上游水面的高度) 每个三角堰的流量:q1=1.343*(0.1)2.47=0.00455m3/s

3)三角堰个数n1=q/q1=160/3600/0.00455=9.77 q=出水流量。取10个。(每个池) 4)三角堰中距L1=b/n1=3/10=0.3m 通常三角堰之頂角為90°,tan(θ/2) =1,則(29)及(30)式變成Q=1.47H3/2(31) 4.水堰流量的计算公式和计算表 (1) 90°三角堰如图7所示 图6,7,8 90°三角堰流量计算公式 式中 Q——流量(l/s) h——堰口水头(m) c——流量系数 c=1354++(140+)(-0.09)2 B——堰槽宽度(m) D——堰槽底面至堰口底点距离(m) 流量系数公式在下述范围内适用:

出水堰设计规范标准[详]

出水堰设计规 一、出水堰类型 常见的出水堰类型有三种:三角堰、梯形堰、矩形堰。 其中的三角堰直角三角堰和锐角三角堰两种,矩形堰又分为不淹没式矩形堰和淹没式矩形堰。本规重点介绍污水中常见的三角堰、梯形堰。 二、三角堰 2.1基本构造 三角形出水堰简称三角堰,主要由堰板和堰口两部分组成。 常见类型为90°三角形出水堰,即直角三角堰,其断面见图1。 图1:直角三角堰局部断面图 图中各符号的意义如下: a: 堰口长度; b: 堰口间静距;

c: 堰口端头预留长度; d: 堰口高度,其值等于0.5a; h: 过堰水深; H: 堰板高度; 2.2计算公式 2.2.1单个堰口过堰流量计算公式 (1)当h=0.021~0.200m时,单个堰口过堰流量计算公式如下: q=1.4h2.5(m3/s) 式中各符号的如下: q: 过堰流量(m3/s); h: 过堰水深(m); (2)当h=0.301~0.350m时,单个堰口过堰流量计算公式如下: q=1.343h2.47(m3/s) 式中各符号的如下: q:过堰流量(m3/s); h: 过堰水深(m); 当h=0.021~0.300m时,q采用以上两个计算公式的平均值。 以上两个计算公式的适用条件: ◆自由流非淹没薄壁堰(目前我公司的出水堰均满足此条件); ◆直角三角堰。

2.2.2 堰口数量 堰口数量n的计算公式:n=Q/q(个) 式中各符号的如下: q:过堰流量(m3/s); Q: 设计流量(m3/s); n: 堰口数量(个); 计算出堰口数量后,需要确定堰口长度、堰口间静距、堰板高度,结合水池尺寸及出水堰布置位置确定出水堰个数,得到出水堰基本参数。 2.2.3 校核出水堰 主要校核参数:堰上负荷。 堰上负荷计算公式: q、=0.5·Q/(h·n)(个) 式中各符号的意义如下: q、: 堰上负荷(L/(m·s)); 计算时,应注意单位。对于初次沉淀池,q、≤2.9 L/(m·s);对于二次沉淀池≤1.7 L/(m·s)。 如果校核数据不满足上述要求,应调整参数、重复计算,直到满足工艺要求。

实用堰水力计算公式

1、 游水位较低,水流在流出堰顶时将产生第二次跌落。 2、 4、 100 >H δ时,用明渠流理论解决不能用堰流理论。f h 不可忽略。 同一堰,当堰上水头H 较大时,视为实用堰;当堰上水头较小时,视为宽顶堰。 §8-2 堰流的基本方程 以宽顶堰为例来推求堰流的基本方程 取渐变流断面1-1 C-C (近似假设渐变流) 以堰顶为基准面, 列两断面能量方程: g v g v h g v H c c c 2222 2 000? α α++=+ 02H g v H =+ α作用水头 c h 与H 有关,引入一修正系数k 。则 00 H h k c = 机0kH h co =。修正系数k 取决于堰口的 形状和过流断面的变化。 代入上式,整理得: 21211 gH k gH k v c -=++= ?? α 2 3 0021H g b k k b RH v b h v Q c c c -===? 2 3 02H g mb = 式中:b ——堰宽 ?——流速系数 ?α?+= 1 m ——流量系数,k k m -=1? 适用:堰流无侧向收缩 注:堰流存在侧向收缩或堰下游水位对堰流的出水能力产生影响时,可对此公式进行修正。 §8-3 薄壁堰 一、一、分类: 矩形薄壁堰→较大流量 按堰口形状: 三角形薄壁堰→较小流量 梯形薄壁堰→较大流量 1、 1、 矩形薄壁堰 ① ① 矩形薄壁堰的自由出流;在无侧向收缩的影响时,其流量公式为: 2 3 02H g mb Q = 上式为关于流速的隐式方程,了;两边均含有流速,一 般计算法进行计算,较复杂,于是,为计算简便,将上式改写成: 2 3 02H g b m Q =

三角堰计算公式

问题:三角形堰实用流量计算公式 说明:三角形堰是堰口形状为等腰三角形的薄壁堰,如图12-6所示。当明渠流量较小时,如果使用矩形堰或全宽堰测量流量,则上下游的液位差很小,这会使得测量误差增大,为了使测量结果更加准确可以使用三角形堰。对于三角形堰,当上游液位h变化时,堰口液流的宽度b也同时随着变化。因此,三角形堰的流量计算公式应和三角形的顶角θ有关。 三角形堰堰口的曲线方程是 将上式代入式(12-4),沿高度方向对整个液流进行流量的积分,可以得到流经三角形堰的流体流量qv公式为 当堰口顶角时,三角形堰的流量实际计算公式(也称为Kindsvater-Shen公式)为 式中,C e 是三角形堰的流量系数,还是三个变量的函数: 式中,p是三角形堰的顶角到堰底的距离;B是堰的宽度,he是有效水头,he=h+K h ;h是实测水头;Kh是水头的修正值。 当时,C e 的值可查图12-7,K h 等于O.85mm

对于的兰角形堰,目前还缺乏经验数据以确定C e、 h/p和p/B的函数关系。但是,在堰 口面积与明渠的通流面积相比很小时,h/p、p/B对C e 值影响可以忽略不计,C e 只是θ的函数, 如图12-8所示,相应K h 可以从图12-9查到。 式(12-27)的适用条件为 当时,要把h/p和p/B限制在图12-7所列的范围内;

当时,h/p≤0.35,1.5>p/B>O.1,h≥0.06m,p≥0.09mo 为了准确地测量比直角三角形堰的流量测量范围更小的流量,可以使用锐角三角形堰。在IS0 1438-75中还给出了的三角形堰以及三角形堰在不同的水头下流量系数和流量的表。

宽顶堰流的水力计算

宽顶堰流的水力计算 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

宽顶堰流的水力计算如图所示,水流进入有底坎的堰顶后,水流在垂直方向受到堰坎边界的约束,堰顶上的过水断面缩小,流速增大,势能转化为动能。同时堰坎前后产生的局部水头损失,也导致堰顶上势能减小。所以宽顶堰过堰水流的特征是进口处水面会发生明显跌落。从水力学观点看,过水断面的缩小,可以是堰坎引起,也可以是两侧横向约束引起。当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或涵洞)的进口等建筑物时,由于进口段的过水断面在平面上收缩,使过水断面减小,流速加大,部分势能转化为动能,也会形成水面跌落,这种流动现象称为无坎宽顶堰流,仍按宽顶堰流的方法进行分析、计算。 (一)流量系数

宽顶堰的流量系数取决于堰的进口形状和堰的相对高度,不同的进口堰头形状,可按下列方法确定。 1、进口堰头为直角 (8-22) 2、进口堰头为圆角 (8-23) 3、斜坡式进口 流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。 在公式(8-22)、(8-23)中为上游堰高。当≥3时,由堰高引起的水流垂向收缩已达到相当充分程度,故计算时将不考虑堰高变化的影响,按=3代入公式计算值。 由公式可以看出,宽顶堰的流量系数的变化范围在~之间,当=0时,=,此时宽顶堰的流量系数值最大。

比较一下实用堰和宽顶堰的流量系数,我们可以看到前者比后者大,也就是说实用堰有较大的过水能力。对此,可以这样来理解:实用堰顶水流是流线向上弯曲的急变流,其断面上的动水压强小于按静水压强规律计算的值,即堰顶水流的压强和势能较小,动能和流速较大,故过水能力较大;宽顶堰则因堰顶水流是流线近似平行的渐变流,其断面动水压强近似按静水压强规律分布,堰顶水流压强和势能较大,动能和流速较小,故过水能力较小。 (二)侧收缩系数 宽顶堰的侧收缩系数仍可按公式(8-21)计算。 (三)淹没系数 当堰下游水位升高到影响宽顶堰的溢流能力时,就成为淹没出流。试验表明:当≥时,形成淹没出流。淹没系数可根据由表查出。 无坎宽顶堰流在计算流量时,仍可使用宽顶堰流的公式。但在计算中一般不单独考虑侧向收缩的影响,而是把它包含在流量系数中一并考虑,即

水力学常用计算公式

1、明渠均匀流计算公式: Q=Aν=AC Ri C=n 1Ry (一般计算公式)C=n 1 R 61 (称曼宁公式) 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流) gZ 2bh Q = z :渡槽进口的水位降(进出口水位差) ε:渡槽进口侧向收缩系数,一般ε=0。8~0。9 b:渡槽的宽度(米) h :渡槽的过水深度(米) φ:流速系数φ=0。8~0.95 3、倒虹吸计算公式: Q =mA z g 2(m 3/秒) 4、跌水计算公式: 跌水水力计算公式:Q =εmB 2 /30g 2H , 式中:ε—侧收缩系数,矩形进口ε=0.85~0.95;, B —进口宽度(米);m —流量系数 5、流量计算公式: Q=Aν 式中Q —-通过某一断面的流量,m 3/s; ν——通过该断面的流速,m/h A —-过水断面的面积,m2。 6、溢洪道计算 1)进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 (1)淹没出流:Q=εσMBH 2 3 =侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 (2)实用堰出流:Q=εMBH 2 3

=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 2)进口装有闸门控制的溢洪道 (1)开敞式溢洪道。 Q =εσMBH 2 3 =侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 (2)孔口自由出流计算公式为 Q=MωH =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中:ω=be 7、放水涵管(洞)出流计算 1)、无压管流 Q =μA02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2)、有压管流 Q =μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 8、测流堰的流量计算—-薄壁堰测流的计算 1)三角形薄壁测流堰,其中θ=90°,即 自由出流:Q =1。4H 2 5或Q=1.343H 2.47(2—15) 淹没出流:Q=(1。4H 25)σ(2-16) 淹没系数:σ=2)13.0( 756.0--H h n +0.145(2-17) 2)梯形薄壁测流堰,其中θ应满足t anθ= 4 1 ,以及b >3H,即 自由出流:Q =0.42b g 2H 2 3=1.86bH 2 3(2—18)

出水集水槽及三角堰计算

a.三角堰 处理规模Q 平=3000m 3/d 取总变化系数K 总= 1.38 则沉淀池污水设计流量Q 设=4140m 3/d 172.5m 3/h 0.0479m 3/s 47.92 l/s 沉淀池个数:n=2个 单池处理规模Q 单=2070m 3/d 86.3m 3/h 0.0240m 3/s 23.96 l/s 三角堰堰口的数量设定K=400个 单池设定出水堰长L'=4m 每个堰口出水的流量Q 0= 5.99E-05m 3/s 0.06l/s 每个三角堰的堰上水头h 0=0.01773m 取0.018m 堰上水面宽度L'=0.036m 总宽度L=14.4m 校核出水堰负荷q'= 1.664l/(s.m)<1.7 设三角堰条数n=8条 出水槽(两边出水)n'=4条 每条出水堰三角堰个数K'=50个 每个三角堰单元的宽度B1=0.08m b.集水槽 单渠设计流量Q 单渠=0.01m 3/s 5.99l/s 集水槽宽度B=0.116m 取b=0.20m 集水槽的临界水深 h 1=0.14m 集水槽的起端水深 h 2=0.23m 自由跌落水头(设定) h 3=0.10m 集水槽总深度h 4=0.37m 集水槽坡度采用i=0.01 集水槽粗糙系数n=0.012 水力半径R=0.08m 槽内流速v= 1.53m/s 槽内实际流量Q实= 0.11m 3/s 113.3l/s 集水槽长度为 4.0m 集水槽坡降为0.04m 集水槽高度采用0.35m C.出水渠 粗糙系数n=0.014 渠道宽度b1=0.3m 有效水深h1=0.15m 超高h2=0.3m 总高H1=0.45m 沿出水方向反坡0.01,素混凝土找坡。 水流断面面积A1= 0.045m2湿周pl=0.6 水力半径R=0.075m R^(2/3)=0.178 水力坡降i=10.0m/1000m (I/1000)^(1/2)=0.100 水流速度V= 1.270m/s <5m/s 通过流量Q通=0.057m3/s 57.2l/s >0.048m3/s 中水回用工程 Q 设=Q 平×K 总采用薄壁三角堰,堰口为90°,自由式出流。二次沉淀池出水堰负荷不宜大于1.7L/(s.m)

三角形堰实用流量计算公式

三角形堰实用流量计算公式 点击次数:683 发布时间:2010-12-1 三角形堰是堰口形状为等腰三角形的薄壁堰,如图12-6所示。当明渠流量较小时,如果使用矩形堰或全宽堰测量流量,则上下游的液位差很小,这会使得测量误差增大,为了使测量结果更加准确可以使用三角形堰。对于三角形堰,当上游液位h变化时,堰口液流的宽度b也同时随着变化。因此,三角形堰的流量计算公式应和三角形的顶角θ有关。 三角形堰堰口的曲线方程是 将上式代入式(12-4),沿高度方向对整个液流进行流量的积分,可以得到流经三角形堰的流体流量qv公式为 当堰口顶角时,三角形堰的流量实际计算公式(也称为Kindsvater-Shen公式)为 式中,C e是三角形堰的流量系数,还是三个变量的函数:

式中,p是三角形堰的顶角到堰底的距离;B是堰的宽度,he是有效水头,he=h+K h;h是实测水头;Kh是水头的修正值。 当时,C e的值可查图12-7,K h等于O.85mm 对于的兰角形堰,目前还缺乏经验数据以确定C e、h/p和p/B的函数关系。但是,在堰口面积与明渠的通流面积相比很小时,h/p、p/B对C e值影响可以忽略不计,C e只是θ的函数,如图12-8所示,相应K h可以从图12-9查到。 式(12-27)的适用条件为 当时,要把h/p和p/B限制在图12-7所列的范围内;

当时,h/p≤0.35,1.5>p/B>O.1,h≥0.06m,p≥0.09mo 为了准确地测量比直角三角形堰的流量测量范围更小的流量,可以使用锐角三角形堰。在IS01438-75中还给出了的三角形堰以及三角形堰在不同的水头下流量系数和流量的表。

宽顶堰流的水力计算

宽顶堰流的水力计算 https://www.360docs.net/doc/7b5029631.html,/zhangj/151/show.aspx?id=255&cid=32 如图所示,水流进入有底坎的堰顶后,水流在垂直方向受到堰坎边界的约束,堰顶上的过水断面缩小,流速增大,势能转化为动能。同时堰坎前后产生的局部水头损失,也导致堰顶上势能减小。所以宽顶堰过堰水流的特征是进口处水面会发生明显跌落。从水力学观点看,过水断面的缩小,可以是堰坎引起,也可以是两侧横向约束引起。当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或涵洞)的进口等建筑物时,由于进口段的过水断面在平面上收缩,使过水断面减小,流速加大,部分势能转化为动能,也会形成水面跌落,这种流动现象称为无坎宽顶堰流,仍按宽顶堰流的方法进行分析、计算。 (一)流量系数 宽顶堰的流量系数取决于堰的进口形状和堰的相对高度,不同的进

口堰头形状,可按下列方法确定。 1、进口堰头为直角 (8-22) 2、进口堰头为圆角 (8-23) 3、斜坡式进口 流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。 在公式(8-22)、(8-23)中为上游堰高。当≥3时,由堰高引起的水流垂向收缩已达到相当充分程度,故计算时将不考虑堰高变化的影响,按=3代入公式计算值。 由公式可以看出,宽顶堰的流量系数的变化范围在0.32~0.385之间,当=0时,=0.385,此时宽顶堰的流量系数值最大。 比较一下实用堰和宽顶堰的流量系数,我们可以看到前者比后者大,也就是说实用堰有较大的过水能力。对此,可以这样来理解:实用堰顶水流是流线向上弯曲的急变流,其断面上的动水压强小于按静水压强规律计算的值,即堰顶水流的压强和势能较小,动能和流速较大,故过水能力较大;宽顶堰则因堰顶水流是流线近似平行的渐变流,其

宽顶堰流实验

非均匀流水面曲线 实验报告 课程名称:水力学 姓名: 专业班级: 小组:学号: 同组人:指导教师: 实验日期: 华北电力大学(北京) 可再生能源学院

一、实验目的 1. 观察实用剖面堰和宽顶堰上的水流现象,并观察下游水位对水跃的影响。 2. 测定非淹没宽顶堰和实用剖面堰的流量系数m值,并与经验值进行比较。 3.测定跃后断面的流速分布,求得跃后断面的平均流速。 二、实验类型 综合型 三、实验仪器 实验在玻璃水槽中进行,如图所示。水槽长2.8m、宽b为0.15m、高0.3m;槽中安装WES标准实用剖面堰,堰高P=15cm,设计水头Hd=5cm,设计水头流量系数md=0.502。槽中还可安装宽顶堰,堰高P=8cm,堰顶δ=40cm,直角和圆角进口各一套。水槽下游装有三角堰,用来测定水槽流量Q,槽尾设尾门以控制下游水位,用活动测针沿轨道移动以量测上下游水位。 四、实验原理 (一)堰的分类:根据堰墙厚度或顶长 与堰上水头H的比值不同而分成三种:薄壁堰 ;实用剖面堰;宽顶堰。 (二)堰的流量公式对图中两种堰流情况的1-1与C-C断面写能量方程,可得收缩断面流速表示式为:

式中: 为流速系数;为堰上总水头,H为堰上水头,v0为上游趋近流速; h c0为收缩断面C-C处水深。 经过适当假设与简化,得堰流流量公式: 式中:b为堰宽(即槽宽),b=15cm,m为堰流的流量系数。 (三)堰的流量系数公式 1. 实用高堰流量系数当P/H 1.33为高堰。WES标准剖面堰的流量系数公式为: d> m d为H0=H d时的设计水头流量系数。 式中:H d为堰的设计水头, 2. 宽顶堰流量系数 (1)直角前沿进口宽顶堰,计算m的公式为: (2)圆角前沿进口宽顶堰,计算m的公式为: 上二式中的P为宽顶堰高度;H为堰顶以上水头。 五、实验内容和要求 (一)实验内容 1. 记录有关常数,如堰宽b、堰高P、设计水头H d等,记录测针在堰顶、槽底处的零点读 数。

2堰流公式

第八章堰流及闸孔出流 水利工程中,为防洪、灌溉、航运、发电等要求,需修建溢流坝、水闸等控制水流的水工建筑物。例如,溢流坝、水闸底槛、桥孔和无压涵洞进口等。 堰是顶部过流的水工建筑物。 图1、2中过堰水流均未受闸门控制影响 闸孔出流:过堰水流受闸门控制时,就是孔流 堰流和闸孔出流是两种不同的水流现象。它们的不同点在于堰流的水面线为一条光滑曲线且过 水能力强,而孔流的闸孔上、下游水面曲线不连续且过水能力弱。它们的共同点是壅高上游水位; 在重力作用下形成水流运动;明渠急变流在较短范围内流线急剧弯曲,有离心力;出流过程的能量 损失主要是局部损失。 相对性:堰流和孔流是相对的,堰流和孔流取决于闸孔相对开度,闸底坎及闸门型式以及上 游来流条件(涨水或落水)。 孔流 堰流 平顶堰:e /H < 0.65 曲线型堰:e/H < 0.75 孔流 e/H > 0.65 堰流 e/H > 0.75 式中:e为闸孔开度; 堰流及孔流是水利工程中常见的水流现象,其水力计算的主要任务是研究过水能力。它包括堰 闸出流水力特性和堰闸水力计算。 H为堰上水头 (或胸墙)H 堰流 图 1 图3堰流及闸孔出流图4 闸孔出流

第一节堰流的分类及水力计算基本公式 、堰流的分类 水利工程中,常根据不同建筑材料,将堰作成不同类型。例如,溢流坝常用混凝土或石料 作成较厚的曲线或者折线型;实验室量水堰一般用钢板、木板作成薄堰壁。 堰外形、厚度不同,能量损失及过水能力不同。 当水流接近堰顶,流线收缩,流速加大,自由表面逐渐下降 堰前断面:堰上游水面无明显下降的 0-0断面 堰上水头:堰前断面堰顶以上的水深,用 行进流速:堰前断面的流速称为行进流速,用 堰前断面距离上游壁面的距离: L = (3? 5) H 研究表明,流过堰顶的水流型态随堰坎厚度与堰顶水头之比 H 的大小将堰流分薄壁堰、实用堰、宽顶堰。 1. 薄壁堰:5 /H < 0.67 越过堰顶的水舌形状不受堰厚影响,水舌下缘与堰顶为线接触, 常作成锐缘形,故薄壁堰也称锐缘堰。 2. 实用堰流:0.67 < 5 /H < 2.5 水利工程,常将堰作成曲线型,称曲线型实用堰。堰顶加厚,水舌下缘与堰顶为面接触, 水舌受堰顶约束和顶托,已影响水舌形状和堰的过流能力。折线型实用堰:水利工程,常将堰 作成折线形。 3. 宽顶堰:2.5< 5 / H < 10 宽顶堰堰顶厚度对水流顶托非常明显。 水流特征:水流在进口附近的水面形成降落;有一段水流与堰顶几乎平行;下游水位较低 时,出堰水流二次水面降。 4. 明渠水流:堰坎厚度 5> 10H H 表示 v 0 表示 5 /H 而变,工程上,按 5与 水面呈降落线。由于堰顶

水力学常用计算公式

1、明渠均匀流计算公式: Q=Aν=AC Ri C=n 1R y (一般计算公式)C=n 1 R 61 (称曼宁公式) 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流) z :渡槽进口的水位降(进出口水位差) ε:渡槽进口侧向收缩系数,一般ε=~ b :渡槽的宽度(米) h :渡槽的过水深度(米) φ:流速系数φ=~ 3、倒虹吸计算公式: Q=mA z g 2(m 3/秒) 4、跌水计算公式: 5、流量计算公式: Q=Aν 式中Q ——通过某一断面的流量,m 3/s ; ν——通过该断面的流速,m /h A ——过水断面的面积,m 2。 6、溢洪道计算 1)进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 (1)淹没出流:Q =εσMBH 2 3 =侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 (2)实用堰出流:Q=εMBH 2 3 gZ 2bh Q =跌水水力计算公式:Q =εmB 2 /30g 2H , 式中:ε—侧收缩系数,矩形进口ε=0.85~0.95;, B —进口宽度(米);m —流量系数

=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 2)进口装有闸门控制的溢洪道 (1)开敞式溢洪道。 Q =εσMBH 2 3 =侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 (2)孔口自由出流计算公式为 Q=MωH =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中:ω=be 7、放水涵管(洞)出流计算 1)、无压管流 Q=μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2)、有压管流 Q =μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算 1)三角形薄壁测流堰,其中θ=90°,即 自由出流:Q =2 5或Q =(2-15) 淹没出流:Q =(25 )σ(2-16) 淹没系数:σ=2)13.0( 756.0--H h n +(2-17) 2)梯形薄壁测流堰,其中θ应满足tanθ=4 1 ,以及b >3H ,即 自由出流:Q =g 22 3=2 3(2-18)

带翻板门宽顶堰流量计算公式

滚轮连杆式水力自控翻板闸门 上游洪水位计算公式 一、翻板闸门全开卧倒以后的情况 流量公式为: 5.10 2H g b m Q s ∑=εσ 式中,s σ——淹没系数,由试验确定; m ——流量系数,由试验确定; H o ——门下的坝(堰)顶以上的上游全水头(m ), g v H H 22 000α+=; H ——门下的坝(堰)顶以上的上游水头(m )。 其余符号的意义同前。 对于全关时有预倾角度的滚轮连杆式水力自控翻板闸门,门下匹配为带园弧形进口的复式折线型实用堰的情况,湖南省水电(闸门)建设工程有限公司副总工程师贺挽澜通过大量的水工模型试验对σs 与m 提出如下经验公式: ??? ?????-???? ??-+++=1.755.219.038.503.106.21000136.001325.1H p a q a q m θθ 当 .707H h s 00≥时,s σ=2.35414.0001???? ??-H h H h s s ; 当.707<H h s 00时,s σ=1.00; 上述

h——下游水位高于堰顶的水深(m),当下游实测水位流量关系s 中某一流量其对应水位有变幅时,应取其中的最高水位来计算 h。 s 当无实测水位流量关系而依靠计算时,糙率n应取可能的最大值; q——过闸单宽流量(m3/s-m); a——闸门全关时的铅垂挡水高度(m); θ——闸门全开卧倒时面板与铅垂面的夹角(全开θ=75°); p——上游堰高(m); 1 其余符号的意义同前。 流量系数m中已包含了堰顶形状尺寸、堰高、防护墩、闸门面板、支腿、支墩、运转机构、工作桥等对过流的影响。 当工程规模较大或较重要时,σs值与m值应由水工模型试验确定。

出水三角堰

3.出水三角堰(90度) 1)初沉池出水堰的负荷不大于2.9L/s·m,表面水力负荷2m3/m2·h 出流堰单位长度溢流量相等,一般250m3/m·d(约0.003m3/m·s) 出水堰总堰长:(320/3600)*103/2.9=30.7m 2)堰上水头:H1=0.1mH2O(即三角口底部到上游水面的高度) 每个三角堰的流量:q1=1.343*(0.1)2.47=0.00455m3/s 3)三角堰个数n1=q/q1=160/3600/0.00455=9.77 取10个。(每个池) 4)三角堰中距L1=b/n1=3/10=0.3m 使用1D弯头德情况: 1。在没有特殊压降要求,没有流体流动性特殊要求的情况下使用1D弯头。 2。在外套管的情况下比较多用1D弯头。内管使用1.5D弯头配合外管1D弯头,这样内管可以顺利套入外管内,减少施工难度。 3。减少管道振动的情况下可能使用1D弯头。使用1D弯头可以增加整个管道的刚性。 使用1.5D弯头的情况: 1。减少管道应力。使用长半径弯头可以增加管道的柔性。在一些热媒油管道的设计过程中,我们还会使用3D,4D的弯管弯头代替管道补偿器。 2。减少管道压降。1D弯头和1.5D弯头在压力降计算过程中的当量长度取值不同,但差距不大,但如果整个管系的弯头数量很多,则还是有些调整效果的。 3。减少流体对管道的脉动力。弯头的曲率半径越大,流体对管系的动态荷载就越少。 2。在外套管的情况下比较多用1D弯头。内管使用1.5D弯头配合外管1D弯头,这样内管可以顺利套入外管内,减少施工难度。 长短半径就是一个阻力大小的问题,短半径一般只用在低压管道连接中,这样阻力不是很明显,如果流体管速很高,最好不要用短半径的 长半径是最常用的,一般默认长半径是1.5倍半径,如果是固体输送呀什么对管道阻力要求严格的时候要用更大的半径的弯头 当选用短半径弯头时,其最高工作压力不宜超过同规格长半径弯头的0.8倍 GB50316中规定一般都要用1.5DN的! 倍数越大其弯头的曲率半径越大,一般弯头均为1.5D。当安装位置小其弯头的压力、壁厚不大时,可选用1D的弯头。弯头的压力、壁厚越大,其选用的曲率半径也应越大。 弯头的曲率半径越大,管道阻力越小。 说得都在行,一般选用R=1.5D的较多,区别大的比如压缩机的进出口,流速高的地方,选择R=3D,R=5D的都有。建议你们统一标准,若你是设计单位,会给建设单位的采购部门减

宽顶堰堰流泄流能力计算标

顶堰堰流泄流能力计算(P=1) 闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519 单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.908872896 总净宽B050侧收缩系数ξ0.945842194 闸墩厚度dz4断面面积2321.5436 b b30.95 原河道底高程169.5 坎顶高程170 河道流速 2.278656 闸墩顶高程190.62189.18 1.44 堰上水深H020.88464 下游水位189.14 1.48 自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ 坎高P0.5下游水位h s19.140.916463闸墩高H21.12淹没系数σ0.784293 m(直角)0.382298 m(圆角)0.38409 自由过流流量Q淹没过流流量Q Q(直角)7643.299Q(直角)5994.589 Q(圆角)7679.122Q(圆角)6022.685 5290 顶堰堰流泄流能力计算(P=2) 闸门孔数n5中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519 单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb0.908872896 总净宽B050侧收缩系数ξ0.945842194 闸墩厚度dz4断面面积2321.5436 b b30.95 原河道底高程169.5 坎顶高程170 河道流速 2.0159 闸墩顶高程189.42188.16 1.26 堰上水深H019.62713 下游水位188.12 自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ 坎高P0.5下游水位h s18.120.923212闸墩高H19.92淹没系数σ0.76389 m(直角)0.382129 m(圆角)0.384037 自由过流流量Q淹没过流流量Q Q(直角)6960.388Q(直角)5316.97 Q(圆角)6995.134Q(圆角)5343.512 4680

宽顶堰流的水力计算

宽顶堰流得水力计算 如图所示,水流进入有底坎得堰顶后,水流在垂直方向受到堰坎边界得约束,堰顶上得过水断面缩小,流速增大,势能转化为动能。同时堰坎前后产生得局部水头损失,也导致堰顶上势能减小。所以宽顶堰过堰水流得特征就是进口处水面会发生明显跌落。从水力学观点瞧,过水断面得缩小,可以就是堰坎引起,也可以就是两侧横向约束引起。当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或涵洞)得进口等建筑物时,由于进口段得过水断面在平面上收缩,使过水断面减小,流速加大,部分势能转化为动能,也会形成水面跌落,这种流动现象称为无坎宽顶堰流,仍按宽顶堰流得方法进行分析、计算。 (一)流量系数 宽顶堰得流量系数取决于堰得进口形状与堰得相对高度,不同得进口堰头形状,可按下列方法确定。 1、进口堰头为直角

(8-22) 2、进口堰头为圆角 (8-23) 3、斜坡式进口 流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。 在公式(8-22)、(8-23)中为上游堰高。当≥3时,由堰高引起得水流垂向收缩已达到相当充分程度,故计算时将不考虑堰高变化得影响,按=3代入公式计算值。 由公式可以瞧出,宽顶堰得流量系数得变化范围在0、32~0、385之间,当=0时,=0、385,此时宽顶堰得流量系数值最大。 比较一下实用堰与宽顶堰得流量系数,我们可以瞧到前者比后者大,也就就是说实用堰有较大得过水能力。对此,可以这样来理解:实用堰顶水流就是流线向上弯曲得急变流,其断面上得动水压强小于按静水压强规律计算得值,即堰顶水流得压强与势能较小,动能与流速较大,故过水能力较大;宽顶堰则因堰顶水流就是流线近似平行得渐变流,其断面动水压强近似按静水压强规律分布,堰顶水流压强与势能较大,动能与流速较小,故过水能力较小。 (二)侧收缩系数 宽顶堰得侧收缩系数仍可按公式(8-21)计算。 (三)淹没系数

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