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1.
研究了矩形平底明渠淹没水跃区的水头损失。根据Rajaratnam对淹没水跃区的流速分布、壁面切应力、最大流速的试验成果和Verhoff附壁射流区断面流速分布的计算公式,应用紊流边界层理论研究了淹没水跃区的边界层发展和沿程水头损失的计算方法。根据动量方程和能量方程研究了淹没水跃区的跃前断面水深、总水头损失、局部水头损失、消能率的计算方法。给出了淹没水跃区最大流速、紊流边界层厚度、沿程水头损失、总水头损失、局部水头损失、局部阻力系数、消能率的计算方法。研究表明:淹没水跃区的总水头损失是跃前断面弗劳德数、跃前水深和淹没度的函数,沿程水头损失和局部水头损失与跃前断面流速、水深、水跃长度、跃前断面的特征雷诺数和消力池宽度有关。淹没水跃区的水头损失主要是局部水头损失,消能率随着弗劳德数的增加而增加。  相似文献   
2.
阻抗式和简单调压室甩荷时水位波动的显式计算方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
目前对调压室水位波动的研究主要有图解法和数值计算。尚未看到考虑阻力项后调压室水位波动随时间变化的显函数计算方法。本文从调压室的基本微分方程出发,采用泰勒级数展开式推导了阻抗式和简单式调压室甩荷时水位波动的显式计算方法。运用这种方法不仅可以计算调压室水位波动的过程,而且可以方便的计算调压室的最高涌浪和第二振幅。  相似文献   
3.
根据紊流边界层理论,整理分析了前人对台阶式溢洪道掺气位置的研究成果,提出了掺气发生点的计算方法。通过模型试验,研究了坡度分别为30°、51.3°、60°台阶式溢洪道上掺气水深的分布规律。研究结果表明当台阶尺寸一定时,掺气水深主要与堰上流能比、台阶坡度、台阶以上总水头有关;流能比越小,单宽流量越小,台阶上的水层越薄,掺气越充分,相对掺气水深越大;随着坡度的变陡,来流速度增加,掺气发生点前移,水流破碎严重,水深增加越大;沿程相对掺气水深随流程的增加而增加。  相似文献   
4.
台阶式溢洪道掺气特性的试验研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
通过试验研究了台阶式溢洪道上的掺气现象以及掺气区域的划分,试验表明,台阶式溢洪道沿程掺气可以分为非掺气区、掺气发展区和掺气充分发展区等三个区域;断面掺气分为台阶影响的含气区、楔形清水区、水中气泡区和空中水滴区。试验还测量了台阶式溢洪道上的断面掺气浓度及其沿程分布,计算了断面含水率,提出了初始掺气点的计算方法。与光滑溢洪道相比较,台阶式溢洪道具有初始掺气点前移,掺气发生早,发展快,掺气浓度大等特点。  相似文献   
5.
根据蛋形断面的几何参数,计算了水深处于不同位置时的断面面积、湿周、水力半径;根据最小二乘法原理,拟合了相对面积21A/r、相对湿周1χ/r、相对水力半径1R/r、参数j′、Fr′2与相对水深1h/r的近似关系;在此基础上根据明渠水面线的一般计算公式给出了分段试算法和积分法两种近似计算六圆弧蛋形断面水面线的方法,其中积分法为显函数关系式。由算例结果可以看出,与分段试算法相比,积分法可以直接计算水平线,更方便;采用两种方法所得结果的最大相差程度为1.44%,精度完全满足工程设计要求。  相似文献   
6.
综合式消力池第三种设计方法为常用设计方法,但在下游水深较大、弗劳德数较小时计算的消力坎高度较大,甚至出现消力坎高度远大于下游水深且消力池深度出现负值的不合理现象。分析综合式消力池常用设计方法存在的问题和应用条件对于工程设计具有重要的指导意义。根据综合式消力池的消力坎后可能发生的水跃现象,分析常用设计方法出现问题的原因,主要是假设消力坎后发生临界水跃与实际水流条件不符。常用设计方法应用的条件为消力坎后下游河床的水流弗劳德数Fr_t大于某一临界弗劳德数Fr_c、或下游水深h_th_k/Fr_c~(2/3),给出了消力坎流速系数ф=0.75~0.98时临界弗劳德数Fr_c的计算公式。探讨了消力坎的极限高度和最小坎高,消力坎的极限高度等于下游水深;给出了最小坎高的计算公式。通过与其它三种计算方法的比较,表明在符合综合式消力池应用条件的情况下,常用设计方法得出的计算结果与其它方法一样具有可靠性。  相似文献   
7.
台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
通过模型试验研究了台阶式溢洪道滑行水流的流态、水面线和消能效果。试验得出,台阶式溢洪道的水流流态分为台阶内部的旋滚流态和虚拟底板以上主流区的流态。台阶式溢洪道水面线的变化与来流量、台阶尺寸和掺气浓度有关。当水流进入台阶段时,水面由于失重有一定的降低,然后逐渐抬高至某一高度后再略有降低;在掺气发生点以前,水面线沿程降低,掺气发生点以后,水面线沿程升高;当水流掺气饱和时,水深沿程不再变化,为明渠均匀流。台阶式溢洪道的消能率是逐级台阶的累积效应。水流通过与台阶之间的碰撞、台阶上的水流漩滚以及水流内部的紊动剪切强化了溢洪道的消能效果。在试验范围内,台阶式溢洪道与光滑溢洪道比较,消能率可以提高40% ~70%。通过试验,得出了台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能率的计算方法。  相似文献   
8.
提出了标准Ⅰ型四圆弧蛋形断面正常水深、临界水深、水跃共轭水深、水面曲线的计算方法。依据标准Ⅰ型四圆弧蛋形断面的形式,根据几何图形研究其水力参数的计算公式,包括断面面积、水面宽度、湿周、断面形心距水面距离的计算公式;根据明渠均匀流和明渠恒定非均匀流的基本理论,研究标准Ⅰ型四圆弧蛋形断面的正常水深、临界水深、水面曲线的计算方法;根据明渠水跃的基本方程研究标准Ⅰ型四圆弧蛋形断面水跃共轭水深计算方法;给出了标准Ⅰ型四圆弧蛋形断面水力参数的计算公式以及正常水深、临界水深、水跃共轭水深的简单计算公式和水面曲线的积分计算公式。通过三个算例进行验证,结果表明:本文提出的正常水深、临界水深、水跃共轭水深的简化计算公式与理论计算公式相比,误差分别为0.049%、0.0082%、0.35%;水面线的积分算法与步高为1mm的分段算法相比,误差为0.816%。表明了本文计算方法的准确性。  相似文献   
9.
根据已有文献对附壁射流区流速分布和壁面阻力的试验成果,分析了自由水跃区断面流速分布和最大流速沿程分布规律;首次根据边界层的动量积分方程分析了水跃主体段的射流厚度、水跃区的壁面切应力系数、壁面阻力系数的变化规律;给出了边界层厚度、壁面局部阻力系数、壁面阻力系数、平均壁面阻力系数的计算方法,并将计算结果与已有文献的试验资料进行了比较。结果表明:由本文式(9)和式(26)得到的数据与文献中的试验数据吻合较好;在Fr1≥5.45时,式(29)的计算结果与试验较吻合,在Fr1?5.45时,其计算结果与试验偏差较大;采用本文公式(34)计算水跃的共轭水深,与文献所得结果的最大误差为3.643%。  相似文献   
10.
根据已有文献对密排加糙壁面水跃共轭水深、水跃旋滚长度、水跃长度的试验结果,分析了密排加糙壁面水跃的共轭水深、水跃旋滚长度、水跃长度、壁面平均切应力随弗劳德数、跃前和跃后断面水深、壁面粗糙度的变化规律;给出了人工粗糙壁面水跃共轭水深、水跃旋滚长度、水跃长度、壁面阻力系数、壁面平均切应力的计算公式;通过已有文献的试验结果对公式进行了验证,得到了水跃共轭水深的平均误差为4.06%,水跃旋滚长度和水跃长度的平均误差分别为4.25%和7.16%。研究表明:人工粗糙壁面水跃的共轭水深和水跃长度随着跃前断面弗劳德数的增大而增大,随着壁面粗糙度的增大而减小;壁面平均切应力随着壁面粗糙度和跃前断面弗劳德数的增大而增大,随着共轭水深比的增大而减小。  相似文献   
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