水流问题

泄水建筑物下游水流衔接与消能

【教学基本要求】

1、 了解泄水建筑物下泄水流的特点和衔接消能方式。

2、 掌握底流消能的水力设计方法，会进行消力池尺寸的计算。

3、 了解挑流消能的基本概念

【内容提要和学习指导】

1.1 概述

（1）泄水建筑物下游水流的消能方式

经堰、闸、桥、涵、陡坎等泄水建筑物下泄的水流，流速高，动能大，必须采取工程措施消耗水流多余的能量，防止其对下游河床的严重冲刷和淤积，避免破坏水工建筑物的正常运行。

常用的消能方式有3种：底流消能、挑流消能、面流消能。此外还有兴建消力戽的消能方式。

①底流型衔接消能

底流式消能就是在泄水建筑物下游采取一定的工程措施，使沿建筑物下泄的急流贴槽底射出，利用水跃原理，有效地控制水跃发生的位置，使下泄的高速水流通过水跃转变为缓流，通过主流在水跃区的扩散、混掺达到消能的目的。这种衔接消能方式中，高流速的主流位于底部，故称为底流型衔接消能。如图所示。

②挑流型衔接消能

挑流型衔接消能就是利用下泄水流所挟带的巨大动能，采用挑流鼻坎因势利导将水股挑射空中，后跌落在离建筑物较远的下游，使射流所造成的冲刷坑不会危及水工建筑物的安全。下泄水流的余能一部分在空中消散，大部分则在水股跌入下游冲刷坑水垫塘之后，通过水股前后两侧的水滚而消除。如图所示。

③ 面流型衔接消能

面流型衔接消能就是在建筑物的出流部分采用跌坎，将泄出水流导入下游水域表层（当然要求下游水深比较大而且比较稳定），主流和河床之间由巨大的底部漩滚隔开，避免了高速主流对河床的冲刷。余能主要通过水舌扩散、流速分布的调整以及底部漩滚主流之间的相互作用而消除。由于衔接消能段高速主流位于表层，故称为面流型衔接消能。如图所示。 ④戽流型衔接消能

戽流型衔接消能是在溢流坝末端建造一个具有较大反弧半径和挑角的形同戽勺的鼻坎，下泄水流由于受到下游水位的顶托，在戽内形成表面漩滚，主流则仍然贴着戽壁沿鼻坎挑起，形成涌浪，并向下游扩散，同时在鼻坎下产生一个反向漩滚，涌浪后面产生一个微弱的表面漩滚，即“三滚一浪”是戽流型衔接消能的典型流态。其余能主要是依靠戽内漩滚、鼻坎下底部漩滚以及涌浪后的掺气和扩散过程来消除。如图所示。

山西农业科学２０１０，３８（５）：６５—６７　ＪｏＵｌ＇ｌ￣ｏｆＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｈｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　

ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００２—２４８１．２０１０．０５．２０　

弯形渠道水流偏斜问题探讨　

郭晓宇，段喜明　

（山西农业大学林学院，山西太谷０３０８０１）　

摘要：以弯形渠道为研究对象，结合实际工程，对带陡坡弯形渠道的水流偏斜特征进行研究，给出了３种　

不同形状和尺寸的渠道对同样流量工况下的水流偏斜特性的分析比较，可为合理有效地设计河流取水工　程、航道与河道整治等类似的工程设计和研究提供参考。　

关键词：渠道；水流特性；偏斜　

中图分类号：ＴＶ１３１．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—２４８１（２０１０）０５—００６５—０３　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｆｌｏｗ　Ｉｎｃｌｉｎｅｄ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｂｅｎｄ　Ｃｈａｎｎｅｌ　

ＧＵＯ　Ｘｉａｏ—ｙｕ．ＤＵＡＮ　Ｘｉ—ｒｕｉｎｇ　

（Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｓｈａｎｘｉ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａ／ｇｕ　０３０８０１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗａｔｅｒ　ｆｌｏｗ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｉｎ　ｂｅｎｄ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｓｔｅｅｐ　ｓｌｏｐｅ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　

ｗａｔｅｒ　ｆｌｏｗ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｉｎ　ｔｈｒｅｅ　ｃｈａｎｎｅｌｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｈａｐｅ　ａｎｄ　ｓｃａｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｗａｔｅｒ　ｆｌｏｗ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｉｔ　ｗｏｕｌｄ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒ－　

ｅｎｅｅ　ｆｏｒ　ｒａｔｉｏｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｏｆ　ｆｉｖｅｒ　ｗａｔｅｒ－ｔａｋｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｕｔｅ　ａｎｄ　ｆｉｖｅｒ　ｃｏｕｒｓｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．　

水流指示器

水流指示器又称叶轮视镜，属直通视镜，是观察管道内介质流动情况的必要附件。视镜用于石油、化工、化纤、医药、食品等工业生产装置中，能随时观察液体、气体、蒸汽等介质的流动反应情况，是保障正常生产不可缺少的附件。水流指示器包括螺纹式水流指示器、焊接式水流指示器、 法兰式水流指示器、 鞍座式水流指示器、马鞍式水流指示器。

SG-YL水（油）指示器

水流指示器也可用于自动喷水灭火系统，它可以安装在主供水管或横杆水管上，给出某一分区域小区域水流动的电信号，此电信号可送到电控箱，也可用于启动消防水泵的控制开关。

一： SG-YL水（油）流指示器型号别称（ZGA-1;ZGA-2;ZGA-3;ZGA-4叶轮式 SJ-YL叶轮式）

SG-FQ浮球指示器型号别称（GBA-1 GBA-2 GBA-3 GBA-4球式 ZBA-1 ZBA-2 ZBA-3

ZBA-4 浮球式)

1、概述：

适用于高炉冷却系统，电厂水循环系统，水（油）泵指示系统自动喷水灭火系统中

2、定义：

用于各种系统中观察或系统中将水（油）流信号转换成电信号的一种必备附件。

3、基本参数

1）水流指示器的最大工作压力为0.6-4.0MPa。

2）公称直径

水流指示器公称直径为6mm-300mm。

4、技术要求

1）最大工作压力

水流指示器的最大工作压力为0.6-4.0MPa。

2）延迟性能

具有延迟功能的水流指示器的延迟时间应可以调节。 水流指示器进行试验所测得的延迟时间应在2s-90s范围内。

3）工作循环

水流指示器进行试验，经500周期动作，试验中应动作灵敏、复位迅速。

4）耐腐蚀性能

水流指示器按标准规定进行腐蚀试验，试验后其任何部件不能出现影响性能的裂纹等腐蚀损坏。试验后应经过6.8灵敏度试验，试验结果应符合标准规定。

水流行船问题

基本概念：行程问题是研究物体运动的，它研究的是物体速度、时间、行程三者之间的关系。

基本公式：路程＝速度×时间；路程÷时间＝速度；路程÷速度＝时间

顺水速度=船速+水速 逆水速度=船速-水速

船速＝（顺水速度＋逆水速度）÷2 水 速＝（顺水速度－逆水速度）÷2

1.甲、乙两个港口之间的水路长300千米，一只船从甲港到乙港，顺水5小时到达，从乙港返回甲港，逆水6小时到达。求船在静水中的速度和水流速度？

2. 某船在静水中的速度是每小时15千米，它从上游甲地开往下游乙地共花去了8小时，水速每小时3千米，问从乙地返回甲地需要多少时间？

3．两个码头相距192千米，一艘汽艇顺水行完全程需要8小时，已知这条河的水流速度为4千米/小时，求逆水行完全程需几小时？

4.A、B两港相距360千米，甲轮船往返两港需35小时，逆流航行比顺流航行多花了5小时。乙轮船在静水中的速度是每小时12千米，乙轮船往返两港要多少小时？

5．甲、乙两港相距90千米，一艘轮船顺流而下要6小时，逆流而上要10小时；一艘汽艇顺流而下要5小时，如果汽艇逆流而上需要几小时？

6．两个码头相距432千米，轮船顺水行这段路程需要16小时，逆水每小时比顺水少行9千米，逆水比顺水需要多用几个小时行完全程？

7．甲、乙两个码头相距130千米，汽船从乙码头逆水行驶6．5小时到达甲码头，又知汽船在静水中每小时行驶23千米。求汽船从甲码头顺流开回乙码头需要几小时？

8．一支运货小船队，第一次顺流航行42千米，逆流航行8千米，共用11小时；第二次用同样的时间，顺流航行了24千米，逆流航行了14千米。求这支小船队在静水中的速度和水流速度。

9．一只船在静水中的速度是每小时18千米，水流速度是每小时2千米。这只船从甲港逆水航行到乙港需要15小时，甲、乙两港的距离是多少千米？

10．甲、乙两港相距240千米。一艘轮船逆水行完全程要15小时，已知这段航程的水流速度是每小时4千米。这艘轮船顺水行完全程要用多少小时？