边界层方法在明渠测流槽水力设计中的应用

应用边界层理论和临界水深理论，讨论了明渠测流槽的设计方法和流量计算方法.并用三角形测流槽，U形渠道直壁槽式量水堰和梯形测流槽的试验资料和原型观测资料进行了对比分析，计算值和实测值一致.这种计算方法简化了试验率定程序，具有足够的测流精度，为测流槽的设计和流量计算的标准化提供了理论计算方法。     

梯形量水堰流量测验方法研究

针对标准梯形量水堰在灌区量水中存在的问题,提出改进标准梯形量水堰及其测流公式,并对其进行了试验研究。通过室内试验和对标准梯形堰测流公式的研究分析,得出了改进后梯形量水堰的测流公式;同时,还进行了该量水堰的测流精度分析和原型观测试验,结果表明:改进的梯形量水堰的测流方法及其计算精度完全满足国家农业量水的要求,可以用于田间渠道流量的量测。     

万家寨引黄南干7号洞出口大流量高精度测流设施及其使用总结

万家寨引黄工程向汾河输水量最大达19.35m~3/s,在输水隧洞出口安装了梯形薄壁堰、Accusonic7500四声道超声波流量计、Risonic2000双面八声道超声波流量计。鉴于梯形薄壁堰超常规测流,对其流量系数进行了室内模型试验,并用断面流速法进行了校核。选取不同流量下长时段测流数据进行比较,测流相对精度均高于1.5%。本文结合现场建筑物布置情况、输水运行实践,对三套流量计使用情况进行了分析,认为三套流量计测流均精度高,稳定性好,并对各自优缺点进行了分析。     

U形渠道测流的U形量水糟

前言我省各灌区已大量推广应用U形断面渠道,而量水设施大多仍沿用适应于梯形渠道的巴歇尔量水槽。由于U形渠道在同流量下的水深一般超出梯形和矩形渠道的水深,使巴歇尔量水槽形成高度淹没,造成测流困难,因此,很有必要适当研究适宜于U形渠道测流的新型的量水设施。     

矩形断面明渠流速分布的研究及应用

通过对矩形断面明渠流速分布的理论分析与试验研究，建立了明渠沿垂线流速的分布公式和沿横向流速的乘幂函数分布公式以及相关系数的确定方法。经不同水槽、渠道流速资料的验证，表明提出的明渠流速分布律与实际分布特点一致，测点流速相对误差比较小，可以很好满足明渠流量测量的精度要求。在此基础上提出了对明渠渠道进行流速、流量连续测量的计算方法，对简化明渠测流工作量、提高明渠测流精度具有实际应用价值。     

梯形量水堰在东一干渠上段斗农渠道测流中的应用

文章针对梯形量水堰在东一干渠上段斗农渠道测流适用性、测流方法及优缺点进行了详细的论述,从合理性的角度出发,结合实际工作经验,探索一条在小型渠道上简单、方便、快捷、低廉且适于普及的测流方法。     

灌区小型梯形渠道圆直形量水槽试验

为了缓解灌区小型梯形渠道量水设施短缺的问题,设计了一种简易的圆直形量水槽。通过π定理推导量水槽流量的函数关系式,在3条梯形渠道上选用5种收缩比进行现场试验,分析了圆直形量水槽的量水性能指标。结果表明:基于π定理和灌区现场试验得到的流量公式平均相对误差为2.32%;对于坡度大于1/300的梯形渠道,量水槽收缩比小于0.5时,槽前弗劳德数可以满足测流要求;量水槽壅水高度在18.8 cm以下,不影响渠道的正常运行;圆直形量水槽可以在灌区小型梯形渠道上进行测流。     

水电厂超声波测流试验及CFD验算

对国网江西省电力公司柘林水电厂改造后的机组的效率进行了试验,试验过程中,选用了超声波法和流速仪法来测量其流量。试验结果表明,两种流量测量方式的实测结果存在着大约+2.37%的相对误差。针对存在的误差,对其成因开展了分析研究。分析结果表明,由于超声波法和流速仪法在测流时是同步进行的,这样就使得流速仪的支架影响到了超声波测流声道的流场分布,从而导致超声波法的测流结果出现了偏大的误差;为此,进一步对测流管道、流速仪支架及超声波的测流声道进行了CFD模拟和计算,得到流速仪支架对超声波测流结果的影响大约为+2.2%。经过对试验结果与CFD模拟结果进行对比分析,验证了流速仪支架是导致上述试验误差的主要原因。     

渠道的水力计算造表原理和使用方法

目前梯形渠道的断面尺寸设计有传统式算法,迭代计算法,图解法三种方法。由于传统试算法和迭代计算法没有定量的规律可循,计算工作量大,比较麻烦,特别是在缺乏实践经验的情况下可能会作一些不必要的试算;图解法又不太直观。为了简化计算,依据渠道均匀流的理论和数学模型,推导出一种渠道水力计算的简化方法——查表计算法,梯形渠道水力计算表(附后)。利用该表可以不通过试算而得出结果,并具有精度较高,使用方便的特点。文章除了说明如何进行查表计算外,着重阐明造表的方法和原理。     

U形渠道平底抛物线形无喉槽的设计与应用

渠道工程在灌溉中具有重要作用,长期以来,地面输水渠道断面样式多以梯形和U形以及复合断面等为主,但由于渠道衬砌率不高,灌溉水利用系数偏低,量水设施落后,输水损失较大.本文结合实际,介绍了适合u形渠道测流的平底抛物线形无喉量水槽的测流原理、结构组成和设计方法,可供灌区单位参考.     

明渠测流槽不分离水流流量的计算方法

根据边界层理论和临界水深理论，探讨了明渠长喉道测流槽不分离水流流量的理论计算方法。这种方法避免了繁琐的试验率定，适应各种不同形式的渠道断面。     

明渠断面改造后测流问题探讨

本文通过对更新改造后新的干渠断面测流问题的探讨,解决了"弧底梯形"断面水尺的标注问题、测速垂线的定线及布设问题、测速垂线间部分面积的计算以及测线上测点数目的灵活确定等问题,并由此推广解决了小断面渠道"变态U型"断面的测流问题。对于灌区准确测水量水、优化渠系供水调度具有基础性作用。     

U型渠道过水断面面积的近似计算

由于U型渠道具有水力条件优越、占地面积小、抗冻胀性能好等优点而被广泛应用于斗渠及其以下田间工程中。在U型渠道测流时,通常要确定U型渠道的过水断面面积。U型渠道过水断面面积的计算有两种,一是精算法:即将U型断面分成圆弧底、直线段梯形两部分,分别计算后相加;由于这种计算方法比较繁琐,于是人们普遍采用第二种算法,即近似法:就是把U型断面近似看作抛物线形,     

考虑冻土与结构相互作用的梯形渠道冻胀破坏弹性地基梁模型

假定渠基冻土为服从Winkler假设的弹性地基,提出一种针对开放系统混凝土梯形渠道的衬砌冻胀力分布计算方法。基于弹性地基梁理论引入与冻胀变形成比例的附加项来反映衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,导出考虑冻土与衬砌结构耦合作用的冻土地基梁挠曲线微分方程。基于此,对现浇混凝土梯形渠道底板和坡板分别建立冻胀模型,并结合边界条件对方程求解获得渠道底板和坡板挠度和内力的解析表达式,进而建立了基于衬砌冻胀位移计算的渠道衬砌冻胀破坏判断准则。以新疆塔里木灌区某梯形渠道为原型,对衬砌各点冻胀位移进行了计算,并与材料力学方法的计算结果及原型观测值进行了对比分析。结果表明,本文方法由于考虑了衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,冻胀位移计算结果均较材料力学方法小,且与观测值更加符合。研究结果可为现浇混凝土梯形渠道的抗冻胀设计提供参考和理论依据。     

运城市北赵引黄灌区二期工程渠道断面的优化设计与研究

通过对渠道梯形断面和U形断面水力最佳断面的计算,导出梯形断面和U形断面水力最佳断面的计算公式,通过理论与工程分析,选用U形断面最为优化的渠道断面设计方案。     

渠道梯形断面水力计算简化

依据明渠水力学恒定均匀流理论，利用断面形状几何要素，对渠道梯形断面水力计算，寻求了新的简化计算方法－查表法计算，并经算例表明，效果良好。     

弧形底梯形渠道受力特征及设计方法研究

弧形底梯形渠道断面与梯形断面相比,不仅水流条件好,便于输沙,而且结构受力条件好,冻胀力分布均匀,抗冻胀性能好,结构复位能力强,工程耐久性强,是旱寒灌区渠道混凝土衬砌抗冻胀首选断面形式之一。针对弧形底梯形渠道断面设计无明确计算方法。科学合理性差的缺点,将弧形底的圆心设在渠顶宽中心点处,使所有弧形底梯形渠道各水力要素统一为边坡系数的函数,从而简化弧形底梯形渠道的设计过程,并保证输水能力与梯形渠道基本相同。     

浅谈流速仪在渠道测流时应注意的几个关键环节

用流速仪量水是灌区量水的基本方法,其测量成果对灌区量水精度有很大的影响.本文通过介绍流速仪测流时的工作原理,在测流时科学选择测流断面和垂线数目,采用平均分割法计算渠道断面流量,并分析其测流过程中产生误差的原因,提高流速仪测流时的精度,为渠道量水工作提供参考.     

Pasternak冻土地基梯形渠道冻胀变形与内力计算

为克服现有Winkler模型未考虑渠基冻土连续性的不足,引入Pasternak剪切层描述独立土弹簧间的相互作用,进而提出Pasternak冻土地基上梯形渠道冻胀力学分析方法。对基土均匀冻胀且无顶盖板约束的梯形渠道导出接触面法向应力、衬砌板冻胀位移及截面内力分布的解析式。以甘肃省某梯形渠道为例,应用本文模型和Winkler模型计算各衬砌板冻胀位移分布及接触面法向应力分布,并结合观测值进行了对比。结果表明：本文模型计算结果与观测值符合良好,且相比Winkler模型计算结果更接近观测值,能更加准确地反映衬砌冻胀位移分布规律,表明模型合理性。该模型能较好地体现法向冻胀力随衬砌冻胀变形的释放与衰减;法向冻胀力作用于坡板中下部且呈非线性、差异分布;中上部有脱开、翘起趋势而受法向冻结力作用;底板则只受法向冻胀力作用。研究结果可为梯形渠道抗冻胀设计提供参考。     

衬砌弧底梯形断面渠道的优化设计

衬砌弧底梯形断面渠道最佳经济断面的设计，是建立其工程量计算模型燃后用系统分析的方法，以总费用最小为目标，建立其最佳经济断面的优化设计模型．并通过计算，得出衬砌弧底梯形断面渠道在工程费用最小时的全部系统设计参数．这种优化设计的方法，解决了用混凝土衬砌孤底梯形断面渠道优化设计问题．使工程设计迅速、准确，节省工程投资，效益显著．