堰流闸孔出流及泄水建筑物下游的消能与衔接.ppt

一 . 底坎为宽顶堰的闸孔出流 闸孔出流受水跃位置的影响可分为自由出流 和淹没出流二种 。如图 设收缩水深 h c 的跃后水深为 （ a ） （ b ） （ c ） c h 若 ≥ ，则水跃发生在收缩断面 处或收缩断面下游。下游水深的大小不影 响闸孔出流，称做闸孔自由出流。 若 ＜ ，则水跃发生在收缩断面 上游，水跃旋滚覆盖了收缩断面，称为闸 孔淹没出流。通过闸孔的流量随下游水深 的增大而减小。 c h t h c h t h 1. 流量系数 a. 对于平板闸门的闸孔 H e 176 . 0 60 . 0 ? ? ? b. 对于弧形闸门的闸孔 H e ) 180 81 . 0 56 . 0 ( ) 180 81 . 0 97 . 0 ( 0 0 0 0 ? ? ? ? ? ? ? 上式的适用范围是： 25 0 ＜α≤90 0 65 . 0 0 ? ? H e 2. 淹没系数 当下游水深大于收缩断面水深的共轭水 深，即 时，闸孔为淹没出流。 c t h h ? 淹没系数 s ? 与潜流比 t c c h h H h ? ? ? ? ? ? 有关，见图 例题 2 （ 1 ）已知 b=10m, H=8m,e=2m 。自由出流。求 Q 0 2 Q be gH ? ? 自由出流 2 0.25 0.65 8 e H ? ? ? 解： 因为 为闸孔出流 0.60 0.176 0.6 0.176 0.25 0.556 e H ? ? ? ? ? ? ? m H H 8 0 ? ? 3 0 2 0.556 10 2 19.6 8 139.24 Q be gH m s ? ? ? ? ? ? ? 2 2 0 2 8.15 2 2 ( ) Q H H H m g g bH ? ? ? ? ? ? 3 0 2 0.556 10 2 19.6 8.15 140.54 Q be gH m s ? ? ? ? ? ? ? （ 2 ） 若 h t =5.6m ，求 Q 如何判断是否淹没出流？ 先用自由出流时的流量计算各量 H 0 H e h co h t 0 1 2 收缩水深 2 0.25 8 e H ? ? ? 查得 =0.622 0.622 2 1.24 co h e m ? ? ? ? ? 跃前 F r1 2 0 1 0 10.53 c r c F gh ? ? ? 0 0 11.31 c c Q m s bh ? ? ? 收缩断面的流速 共轭水深 1 . 5 ) 1 8 1 ( 2 2 1 ? ? ? ? r co co F h h 临界水深 2 2 1/ 3 ( / ) 2.72 k h Q b g m ? ? co k h h ? 收缩断面为急流 t co h h ? 产生淹没水跃 0 2 s Q be gH ? ? ? 如何确定淹没系数 ？ 0 0 5.6 5.1 0.17 8 5.1 t c c h h H h ? ? ? ? ? ? 由 0.8 s ? ? 查图得 0 8.15 H m ? 3 0 2 112.43 / s Q be gH m s ? ? ? ? 2 0 8.10 2 H H m g ? ? ? ? 在新流量下 3 0 2 112.66 s Q be gH m s ? ? ? ? 二 . 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流 在 实 际 工 程 中 ， 由于下游水位过高而 使曲线型用堰顶闸孔 形成淹没出流的情况 是十分少见的，所以 对曲线型实用堰顶的 闸孔，我们所以只讨 论自由出流的情况。 1. 对于平板闸门 ? ? cos ) 357 . 0 25 . 0 ( 186 . 0 65 . 0 H a H e ? ? ? ? 式中， θ 值如图所示 2 ．对于弧形闸门 0.685 0.19 e H ? ? ? 0.1 0.75 e H ? ? 上式适用的范围 例题 3 ： 某水库溢流坝共五孔，每孔净宽b′为 7m ； 坝顶设弧形闸门。试求坝顶水头 H 为 5m ，各孔均匀 开启，开度 e 为 1m 时，通过闸孔的流量（不计行近 流速水头） 解： 1 0.2 0.75 5 e H ? ? ? 为闸孔出流 0.685 0.19 0.685 0.19 0.2 0.647 e H ? ? ? ? ? ? ? 通过闸孔的流量为 3 2 0.647 5 7 1 4.43 5 24