溢流前缘长度变化对直角折线堰过流能力影响研究

在一定过流宽度下,直角折线堰的过流能力和侧堰位置(前堰长度)、侧堰长度直接相关,其实质是溢流前缘长度随堰顶水头增加而减小。基于试验研究成果,对一定堰高,不同侧堰位置(前堰长度)、侧堰长度的直角折线堰流量系数进行拟合分析,得到基于溢流前缘长度变化的流量系数计算公式,可为类似工程提供参考。该研究成果的应用不仅能够保证河道行洪能力,还能够产生较好的水景观。     

基于溢流前缘长度变化的迷宫堰过流能力拟合分析

即便是山区峡谷水库,迷宫堰在低水头情况下的超泄能力也比较大,但随堰顶水头增加,其过流能力降低明显。依托既有试验研究成果,结合过堰水流随流量增大,其流态从薄壁堰流逐渐过渡到真空实用堰流的现象,对比分析W型迷宫堰流量系数的变化;进而运用Origin软件对试验数据进行数学方法回归分析,给出迷宫堰溢流前缘长度随堰顶水头增加而减小的拟合公式。在此基础上,得到基于溢流前缘长度变化的W型和V型迷宫堰过流能力拟合公式。其成果能够很好说明迷宫堰溢流前缘长度以及过流能力随水头增加而变化的现象。     

基于溢流前缘长度变化的驼峰堰过流能力拟合

针对具体工程中驼峰堰泄流能力较大的实际情况,应以相关研究成果为依托,并结合过堰水流随流量增大时其流态会从薄壁堰过渡至实用堰流的客观实际,进行驼峰堰流量系数变化分析.在此基础上,得出基于溢流前缘长度变化的驼峰堰过流能力拟合公式,且其成果与驼峰堰溢流前缘长度及过流能力随水头增大而变化的情况基本吻合.分析结果表明,驼峰堰过堰...     

堰高对低堰泄流能力影响的分析

在洞庭湖平原众多水利工程中，溢流坝广泛采用了低堰作为泄流建筑物，结合湖南几个低水头工程的模型试验资料和实际运行资料，初步探讨了上游堰高对低堰泄流能力的影响，结果表明，当上游相对堰高小于0．4时，上游堰高的变化对低堰流量系数的影响较大，从提高泄流能力的角度出发，在外部条件允许的情况下，低堰上游堰高应尽可能不小于设计水头的0．4倍。     

直角折线堰在生态河道中的应用研究

通过模型试验，研究直角折线堰不同前堰、侧堰长度的变化情况下的过流能力和过堰水流形态。直角折线堰作为亲水设施，当前堰、侧堰长度以及展长变化不大时，其过流能力相差仅为１０％左右，对河道的行洪安全没有根本性的影响；不同的前堰、侧堰长度变化情况下，过堰水流在堰顶、堰后的水舌形态以及下游水流跌落后所形成的水冠均有着较为明显的差异，将其进行不同的组合布置，客观上使得过堰水流相互交错、水股相击，能够营造出和谐美丽的生态氛围。     

一种特定堰型的淹没出流流量计算经验公式研究

对特定堰型的淹没出流,因流量系数、侧收缩系数及淹没系数的不确定性,难以利用经验系数推算溢流堰的过流量。该文提出一种特定堰型下淹没出流流量推演的精确方法：基于物理模型试验数据,对堰上水头与堰下游相对水位进行相关分析,得到特定流量下其相关关系式;后以此关系式中的参数与流量进行二次相关分析,最终得到流量-堰上水头-堰下游相对水位的关系式。经试验验证表明,所得关系式精度较高,其分析方法可应用于类似的多因次相关分析中。     

琴键堰泄流能力特性分析

琴键堰(P.K堰)是目前水库大坝溢洪道升级改造新技术中出现的堰型,它能有效解决现有水库极端致灾因子条件下泄流能力急剧增加的问题。设计P.K堰首先要研究其泄流能力特性,它直接关系到PMF条件下最大水库水位或库容的确定。本文首先对最近两年发表的P.K堰泄流能力公式进行了对比,然后结合已有试验数据,通过量纲分析和多参数优化,给出了推荐公式,并利用该公式对P.K堰的泄流特性和超泄能力进行了研究。结果表明,当上游水头较小,一般H/P0.2时,P.K堰流量系数较大,超泄比系数大于3,泄流量增量比较明显,随着上游水头的增大,堰的总宽度对泄量起主要作用,其泄量增大的优势也越来越弱,实用范围内的超泄比在1.2~3.5之间。本文给出公式的预测值跟已发表的试验值符合良好,平均误差在5%~8%,比Machiels公式误差更小,该公式可供P.K堰泄流能力评估和优化设计时参考。     

翼形堰应用于过水土石坝控制堰的试验研究

对于翼形堰应用于过水土石坝的过流能力进行了试验研究,对其流量系数的变化规律及其主要影响因素进行了初步分析。试验结果表明:在坝体结构和水头条件都相同的情况下,翼形堰的流量系数比梯形堰的大;在上下游坝坡确定的情况下,流量系数随c值的减小而增大;上下游坝坡较陡时,翼形堰具有较大的流量系数。介绍了翼形堰用于过水土石坝时结构尺寸的确定方法。     

高淹没度下低堰泄流能力初步研究

在宽河谷低水头水利工程中,溢流坝广泛采用了低堰作为泄流建筑物.其泄流能力比高堰低,尤其在较大淹没情况下,随淹没度的增加,流量系数加剧降低.结合湖南几个低水头工程的模型试验资料和实际运行资料,初步探讨了高淹没度下临界淹没度、淹没度、下游堰高等因素对低堰泄流能力的影响.提出了一定条件下高淹没度与低堰淹没系数的经验公式,并验证了公式的计算精度和适用范围.     

荣桓水电站曲线型低堰水力计算的体会

在水利水电工程建设中，低堰堰型通常采用宽顶堰（有坎或无坎）和实用堰（折线型或曲线型）两种。一般来讲，宽顶堰自由泄流的范围较大，泄流能力较稳定，能在较小落差情况下宣泄较大的流量，只有当下游水位高出堰顶的水深hs与堰上水头Ho的比值hs／Ho≥0．8时，才开始变为淹没出流。实用堰的流星系数较宽顶堰为大，但其泄流能力受下游水位变化的影响也较大，一般当hs／H。一0．3时，便开始变为俺没出流，当hs／H。20．6时影响更为显著，过水能力很快降低。故有关文献指出，在坛的上、下游水位差较小，且过堰水流淹没度较大的情况下，采用…     

琴键堰泄流能力影响因素与计算分析研究

近年来特大洪水和超标准洪水频繁发生,已建水利工程泄流能力不足问题日益突出。琴键堰在适当低水头条件下具有高效泄流效率。归纳了琴键堰主要结构参数对其泄流能力的影响及最佳取值,总结了琴键堰流态对泄流能力的影响,分析了琴键堰发生低水头行为的条件参数。通过对比现有琴键堰泄流能力估算公式,并结合国内外已有试验数据,采用遗传算法拟合推导了基于溢流堰轴线长度L、堰宽W、堰长B、堰高P、进出水宫室宽度比W_i/W_o及上下游倒悬长度比B_o/B_i流量系数计算式,整体误差小于6%。该式计算简单,适用于琴键堰整体泄流能力估算,可根据实际需求选取合适的估算公式。琴键堰主要结构参数的最佳取值及泄流能力的计算方法可为超标准洪水条件下泄流建筑物设计或改建提供估算依据。     

配水井单侧过流下连续侧堰的过流特性

采用基于VOF方法捕捉自由面的三维紊流数值模拟方法,研究不同来流流量下配水井单侧连续侧堰的过流特性。结果表明:设置连续侧堰的配水井在单侧过流时,分流特性在小流量和大流量条件下存在明显差异;小流量下,相邻侧堰的相互影响较大,配水井主渠中心线的水位沿程变化较小,各侧堰单宽流量的分布相对无序;大流量下,相邻侧堰的相互影响较小,配水井中心线的水位沿程为壅水曲线。根据流量系数特征将侧堰分为两类,分别建立了对应的流量系数与相对水头的关系式,可用于预测各堰的流量和整体的分流效果,为设计院对于污水处理厂配水井的工程设计和安全高效运行提供依据。     

复合堰流量计算

在实际水利工程建设中出现了布置形式不同于现在已知的任何一种堰型,这种堰型是将两种或者两种以上堰型在垂直方向或是在横向上分段设计而成的一种复合型式的堰型.研究了复合堰的水力特性,导出了复合堰的流量公式.而后通过在不同的流量下,对不同的测流断面进行分析和对比,给出了这种堰型自由流流量系数公式,在理论上予以阐述和论证.最后提出了由实测水头直接计算流量的流速系数法,可免除反复试算的麻烦.     

凌庄子水厂保水堰流量系数试验

凌庄子水厂蓄水池进水口处有一保水堰,为非标准薄壁堰,不能使用已有堰流公式对其过流量进行准确计算。为了得出较为精确的过流流量,按照重力相似准则制作几何比尺为1∶5的模型进行试验研究。在已有自由出流公式的基础上,对自由出流流量系数进行修正并对淹没情况下流量变化过程进行研究。对该非标准堰自由出流流量系数的实测值与经验值进行分析比较,发现堰板槽降低了实际自由出流过流能力。淹没出流的流量系数主要与下游尾水位有关,试验中形成的淹没式堰流受实际堰型尺寸影响,下游尾水位和堰上水位近似相等,不完全适用已有淹没出流流量公式,通过试验给出了修正淹没系数随h/p的变化关系。结果表明利用堰前、堰后水位初步计算过流流量是可行的,可为该工程提供参考,也可为实际工程中非标准矩形堰的流量计算提供思路。     

保水堰过流能力的试验研究

保水堰是一种新型的衔接水工建筑物,是分段低压输水系统的关键部分,它的过流能力影响到整个系统的过水能力。通过物理模型试验,研究了具有代表性的两个保水堰在自由出流情况下的流量系数的变化规律,用最小二乘法对试验数据进行了拟合,得到了流量系数与堰上水头的关系式,为实际工程提供参考。     

琴键堰增设护墙对泄流能力影响的模型试验研究

为探究在堰顶增设护墙以及护墙高度对琴键堰泄流能力的影响,通过模型试验对比分析了8种不同高度护墙琴键堰的泄流能力,并通过数值模拟对5种不同高度护墙琴键堰各溢流前缘的泄流量、水面形态以及流速分布等特征进行了分析。结果表明:相较于基础体型,增设护墙提高了进口和出口宫室的泄流效率和泄流量占比,提高了侧堰泄流量,减少了侧堰溢流碰撞,提高了水流下泄流速,从而提升了琴键堰的泄流能力;增设护墙高度为堰高的13%时,泄流能力提升最大,当相对水头 H/P<0.20、0.20相似文献   

计算带胸墙驼峰堰孔口泄量的新方法

本文对带胸墙驼峰堰孔口出流的泄量计算,提出了一种不必计算流量系数的新方法。在这种新方法中,当孔口尺寸一定时,泄量公式中仅含一个水头变量,因而只需代入水头值就可直接算出泄量。与以往的计算方法相比,其结果的相对误差仅为千分之四。应用十分简捷。可供设计使用。     

V型与W型迷宫堰水力特性数值模拟对比分析

迷宫堰在低水头条件下,过流能力相对较大。但对于山区水库,溢洪道宽度往往受限(迷宫堰宫数通常不超过3宫)。运用FLUENT软件,基于VOF方法与RNG k-ε双方程湍流模型,研究了展长和单宫角度变化下V型(单宫)迷宫堰与W型(两宫)迷宫堰过堰水流水力特性。结果表明:在低水位条件下,宫头下游负压区真空度皆大于W型迷宫堰,堰后水流流态均较为平顺;随水头增加,V型迷宫堰通过侧堰的水流需要更长时间调整至主流方向且负压区逐步向下游方向扩展,W型迷宫堰负压区域则基本保持不变,所以V型迷宫堰过流能力大于W型迷宫堰,但其堰后流态更为紊乱。     

新型雨水径流计量用复合堰的设计及率定

针对其他流量计量方法不易监测雨水径流流量的问题,提出一种新型复合堰,用于测量雨水径流流量,新设计的堰由下部三角形堰和上部矩形堰复合而成。根据不同重现期下的雨水峰值流量,确定堰的量程和基本尺寸。通过率定试验,得出不同水头下的流量系数以及流量-水头关系曲线。新型复合堰不仅可以精确测量小流量,而且对大流量也可有效测量,具有较高的量程比和较大的泄流能力。     

灌区渠道梯形侧堰水力特性研究

为研究灌区田间进水口和末级渠道适用的量水设施,采用试验方法设计出体型简单的梯形薄壁侧堰模型,并在渠道梯形侧堰堰顶和水平面夹角分别取-9°、-6°、-3°、0°、3°、6°和9°以及不同流量工况下,对侧堰周围水面线、流量系数、水头损失等参数值展开计算,并对各自的影响因素进行了分析探讨。结果表明,所构建的水面线函数以及梯形薄壁侧堰流量和水头、堰顶角度及堰高关系式均满足测流精度要求;不同流量下,壅水高度和水头损失随侧堰堰顶角度的增大而增大,且上游流量和水深及侧堰堰顶角度的关系式决定系数高达0.9以上,有助于结合渠道实际情况和灌溉流量确定出合适的梯形薄壁侧堰堰型。