堰流公式
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三角堰流量公式为Q = K h5/2式中h为堰顶的淹深,K为特征常数(图1b)。
式中h为堰顶的淹深(图1c)。
图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=30.7m2)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/s3)三角堰个数n1=q/q1=160/3600/0.00455=9.77q=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°三角堰图6,7,890°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)2B——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)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。
(4)水堰的堰口至堰口外水池液面的高度不得小于100毫米。
b.三角堰设计计算每座UASB反应器处理水量7L/s,溢流负荷为1~2L/(m•s)设计溢流负荷取f=2L/(m•s),则堰上水面总长L=q/f=7/2=3.5m(3-7)设计90°三角堰,堰高H=50mm,堰口宽B=100mm,堰上水头h=25mm,则堰口水面宽b=50mm,三角堰数量n=L/b=3.5/0.05=70个.设计堰板长为8-0.3=7.7m,共6块,每块堰10个100mm堰口,10个670mm间隙.堰上水头校核:则每个堰出流率q=0.007/70=1×10-4m³/s按90°三角堰计算公式q=1.43h5/2(3-8)则堰上水头为h=(q/1.43)0.4=(1×10-4/1.43)0.4=0.022m。
1.无侧向收缩自由流矩形堰备注:自由出流条件⑴计算公式⑴H>0.03,否则因表面张Q =m 0*b*(2*g)0.5*H 1.5=4.427*m 0*b*H 1.5⑵雷布克公式:m 0=0.403+0.053*H/p+0.0007/H其中第二项:计及行近流速的影响第三项:计及表面张力的影响巴赞经验公式:m 0=(0.405+0.0027/H)*[1+0.55*(H/H+p)2]本式应用范围:0.2<b<2,0.24<p<1.13,0.05<H<1.24初步设计:m0=0.435386 4.2⑵公式应用Q=m0*(2*g)0.5*b*H 1.5Q=1.86*b*H 1.5举例:参数Qb H p 单位m 3/s mm m 数值0.3733.40.1480.52.有侧向收缩自由流矩形堰⑴计算公式Q =4.427*m 0*b*H 1.5m 0=(0.405+0.0027/H-0.03*(B-b)/b)*[1+0.55*(b/B)2(H/H+p)2]⑵公式应用举例:参数Q b H B p 单位m 3/s m m mm 数值0.418110.075200.53.无侧向收缩淹没矩形堰⑴计算公式Q=σ*1.86*b*H 1.5σ=1.05*(1+0.2*△/p')*(Z/H)1/3⑵公式应用举例:参数Q b H △p'Z 单位m 3/s mm mmm数值0.38810.430.31.20.134.侧向收缩淹没堰流矩形堰⑴计算公式Q =σ*4.427*m 0*b*H 1.5m 0=(0.405+0.0027/H-0.03*(B-b)/b)*[1+0.55*(b/B)2(H/H+p)2]σ=1.05*(1+0.2*△/p')*(Z/H)1/3⑵公式应用举例:参数Q b HB p △p'单位m 3/smmmmmm水舌下缘空间真空,影响出流稳定数值0.416 1.50.32 1.50.115.三角形薄壁堰⑴计算公式Q=1.4*b*H2.5备注:用于Q<0.1m3/s水量量条件:θ=900,H=0.05~0.25m⑵公式应用举例:参数Q H b单位m3/s m m数值0.4000.17246.梯形薄壁堰⑴计算公式Q=1.86*b*H1.5备注:当梯形角度θ=140,称为西波利地堰备注:自由出流条件否则因表面张力作用使过堰水流发生贴附溢流;缘空间应与大气相通,否则因水舌下空气被带走形成真空,影响出流稳定性,通常在水舌下侧壁上设通气孔管200000.163194250000.399306Q32500m3/d0.376157m3/s 33529.95Zm0.2Q<0.1m3/s水量量测称为西波利地堰。
水堰流量计算方法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。
泗河液压坝水力学计算
1.计算原理
堰流公式如下所示:
2/3002H g m Q
B εσ=
H o =H +g
v 22
其中:0B —闸孔净宽(m );
Q —过流流量(m 3/s );
m —堰流流量系数;
ε—堰流侧收缩系数;
σ—堰流淹没系数;
V —行近流速(m/s );
H o —计入行近流速水头的堰上水深(m )。
本文对液压坝的净宽进行计算。
○
1过流流量Q :设计洪水位为1580 m 3/s ,考虑液压坝坝高2m ,通过面积核算2m 高时的流量为310.43 m 3/s ,超过此流量时液压坝放倒过流;
○2堰上水深H o
:H =h s +水闸的过闸水位差=2+0.05=2.05m V 为设计洪水时的流速计算:V=Q/A(A-河道断面面积)=1580/616.83=2.56(m/s ),则H
o =2.05+14
.3256.22
⨯=3.09m ; ○
3堰流流量系数m :可采用0.385; ○4堰流侧收缩系数ε:ε=1-0.171×(1-s
b b 0)×40s b b b 0为闸孔净宽=65m ,b s 为上游河道一半水深处的宽度=66m ,计算得ε=0.997;
○5堰流淹没系数σ:由于0
H hs =96.32=0.51<0.72,则σ=1.0; 通过以上计算得m B 5909.314.32385.00.1997.043
.3102/30=⨯⨯⨯⨯⨯=。
堰流实验一、实验目的要求1.观察不同d /H的有坎、无坎宽顶堰或实用堰的水流现象,以及下游水位变化对宽顶堰过流的影响。
2.掌握测量堰流量系数m和淹没系数ss 的实验技能,并测定无侧收缩宽顶堰的m及ss值。
二、实验原理1.堰流流量公式:自由出流淹没出流2.堰流流量系数经验公式:(1)园角进口宽顶堰(2)直角进口宽顶堰(3) WES型标准剖面实用堰P1/Hd >= 1.33时,属高坝范围,m值如下:H0 = Hd时,m = md = 0.502;本实验需测记渠宽b、上游渠底高程2、堰顶高程0、宽顶堰厚度、流量Q、上游水位1及下游水位3。
还应检验是否符合宽顶堰条件2.5 <= / H <= 10.进而按下列各式计算确定上游堰高P1、行近流速V0、堰上水头H、总水头H0:三、实验方法与步骤1.把设备各常数测记于实验表格中。
2.根据实验条件要求流量,调节阀门13和下游尾门开度,使之形成堰下自由出流,同时满足2.5<d /H<10的条件。
待水流稳定后,观察宽顶堰自由出流的流动情况,定性绘出其水面曲线。
3.用测针测量堰的上、下游水位。
在实验过程中,不允许旋动测针针头(包括明渠所有实验均是如此)。
4.待三角堰和测针筒中的水位完全稳定后(需等待5分钟左右),测记测针筒中水位。
5.改变进水阀门开度,测量4-6个不同流量下的实验参数。
6.调节尾门,抬高下游水位,使宽顶堰成淹没出流(满足hs /H30.8)。
测记流量Q′及上、下游水位。
改变流量重复2次。
7.测量淹没系数,方法有二:方法一:根据步骤6测记的Q′与H值,由式确定ss,式中m需根据H值由自由出流下实验绘制的~曲线确定,也可由圆角进口宽顶堰、直角进口宽顶堰堰流流量系数经验公式计算得到(误差不大于2%)。
方法二:在完成步骤4后,已测得自由出流下的Q值。
后调节尾门使之成淹没出流,此时由于流量没有改变,因淹没出流的影响,上游水位必高出原水位,为便于比较,可减小过水流量,待堰上游水位回复到原自由出流水位,测定此时的流量Q′,根据式得=Q′/Q。
1堰流及闸孔出流0.65 为闸孔出流0.75 为闸孔出流否则为堰流=堰顶水头或闸前水头。
水利水电学院赵昕3水舌下缘与堰顶为线接触。
形状:矩形,三角形,……: 水舌与堰顶为面接触曲线形,折线形)一段水流近似与堰顶平行;二次水面跌落ζ+α=11太小时水舌附壁(一般应使H>2.5cm)二、三角形薄壁堰优点:在小流量时仍然能够保持一定的稳定水头,适合用作量水堰。
将每个宽度db看成一个矩形薄壁堰的设计是关键,要求:流量系数尽可能地大体型较瘦堰面不产生大的负压13一、曲线型实用堰的剖面形状实用堰的外形轮廓基本上参照矩形薄壁堰的水舌下缘曲线设计(略向上凸出一点以消除壁面摩擦产生的负压)★实用堰的堰顶与薄壁堰的堰顶不同,水头H 约为后者的0.888倍。
问题:水头随流量改变,薄壁堰水舌随之改变,但实用堰外形不可能改变。
14时流量系数增大。
要求选取的剖面即使在高水头是也不产生大的负压。
17yH x d 85.085.12=xy与下游直线段(坡度m l )的切点C :C H x .dx dy 9250⎜⎜⎝⎛=⎟⎠⎞⎜⎝⎛19随着水头设计水头20三、侧收缩系数(1)弗朗西斯公式(Francis )([([⎪⎩⎪⎨⎧+−−+−=2.012.01n nn K K c ξξσ或[[⎪⎩⎪⎨⎧−+−==2.02.0b nb nb B B K K c c ξξσ2223[]nbH k n k pa 0)1(2−+−24252627实用堰水力计算问题的基本类型设计已知Q d ,确定:H d →堰剖面,堰顶高程堰宽B →b ,校核已知H ,计算Q →Q ~ H 关系已知Q ,计算H,10002H P m b H H h H P d c s ⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛σ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛中行进流速水头含流量,计算时需要试算或迭代28P 1/H d ≧1.33 时为高堰:H 0≈H ,,2m b H H h H P Q c s s ⎟⎠⎞⎜⎝⎛σ⎟⎠⎞⎜⎝⎛σ=29五、低实用堰:过流能力大于宽顶堰堰0241.01)(4988.0dd H P m =驼峰堰折线实用堰流量系数32有底坎的宽顶堰1. 矩形宽顶堰无侧向收缩的自由溢流()gv h g v H H cc 222200∑ζ+α+ξ=α+=流量系数kk m ξ−ϕ=12/302H g mb Q =()00112k k k gH bkH Q −ϕ=ξ−ϕ=3638390.3550.3460.3400.3340.3300.3270.80.70.60.50.40.340八字形翼墙进口的平底宽顶堰流量系数0.3730.3750.3760.3750.3650.3690.3700.3690.3600.3640.3660.3640.3560.3640.3660.3640.3520.3580.3600.3580.3500.3560.3580.3560.3480.3540.3570.3540.3460.3520.3550.3520.3440.3510.3540.3510.3430.3500.3530.3500.51.02.03.00.80.70.60.50.40.30.20.10.0b/B41m s边孔流量系数m = 0.385,用弗朗西斯公式43.宽顶堰流动的淹没系数(有坎、无坎)求流经直角进口无侧收缩宽顶堰的流量Q。