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...     

基于堰流基本公式的W型迷宫堰过流能力拟合分析

受制于山区峡谷地形条件,迷宫堰宫数选择有限。通过水工模型试验,研究一定堰高下的W型迷宫堰过流能力。随着堰顶水头的增加,迷宫堰过堰水流的流态逐渐从薄壁堰流向真空实用堰流过渡。与之对应,迷宫堰过流能力增长幅度小于WES实用堰。基于堰流基本公式,对试验研究成果进行数学回归分析。在此基础上,通过比尺放大,分析流量系数的变化,得到可直接用于实际工程的W型迷宫堰流量系数计算公式。     

对橡胶坝流量系数的探索

一、橡胶坝流量系数的主要影响因素 从堰流基本公式Q=mb(2g)~(1/2)H_0~(3/2)的推导和探讨中得知,流量系数m系综合反映堰的局部摩阻所引起的水头损失、堰顶水舌的垂直收缩和水舌中动水压强的分布等因素的影响。而这些因素又都与堰流的水力条件和堰剖面的几何条件密切相关。例如,堰顶水头H与堰高P的比值大小影响着水舌下缘的垂直收缩程度。H/P值增大,则水舌的下缘垂直收缩程度将减小;反之,H/P值减小,则垂直收缩程度将增大。至于水舌中动水     

嘉峪关水文站堰闸推流探讨

针对讨赖河嘉峪关水文站堰闸推流方法做了详细的分析论证。根据实测资料,绘制出堰闸前水头h_u—流量系数C_1、溢洪坝上游水头h_u—流量系数C_1及闸门开启高度与闸前水头之比e/h_u—孔流流量系数M等关系曲线图,找出堰闸出流规律,确定出流流量计算公式,推求自由式堰流和孔流流量系数及溢洪坝流量系数,并率定得出经验公式。在Excel电子表格中编制出孔流流量计算模块,完成推流计算,解决了复杂的测验和整编过程。     

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。     

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。     

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。     

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   

折线型实用堰流量系数试验研究

折线实用堰作为低堰,因其结构简单,施工方便,在中小型水利工程和农业工程中应用广泛,但对其泄流能力的研究尚不够充分,因此有必要对折线实用堰过流能力影响因素进行试验研究。根据经验从堰型设计入手,运用水力学相关知识,分别对矩形实用堰和梯形实用堰堰流进行试验研究。通过分析水流流速、上游堰高、堰坎厚度、上下游堰坡、堰型和堰后出流对堰流流量系数的影响及其流量系数变化规律。得出结论:堰坎厚度、上下游堰坡、堰型、堰后出流是堰流流量系数的主要影响因素,影响其泄流能力。结果可为低坝等工程设计提供参考。     

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Wi/Wo及上下游倒悬长度比Bo/Bi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。     

不同上下游倒悬比琴键堰泄流特性试验研究

琴键堰是一种新型的迷宫堰,具有超强的泄流能力,受地形限制影响小等特点,被认为是目前解决水库泄流能力不足的有效方案之一。为了弄清楚琴键堰关键体型参数之一——上下游倒悬比(B_o/B_i)对其泄流能力的影响规律,在长16 m、宽0.5 m、深0.75 m的矩形钢化玻璃水槽中建立了三种不同上下游倒悬比的琴键堰模型并分别进行了19种不同流量工况下的过流试验,得到了对应工况时水面线的高清实拍照片和琴键堰的上下游水位等信息。结果表明:不同上下游倒悬比的琴键堰模型上的自由表面均呈现有随流量增大而由水平到弯曲再到大斜率倾斜的变化过程。对于B_o/B_i大于1的琴键堰模型,B_o/B_i越大,琴键堰的超泄比越大且泄流能力也越强。当B_o/B_i为2.5时,其泄流量最大比B_o/B_i=1时提高约16%。另外,通过量纲分析的方法,进一步拟合了含多参数、高精度的琴键堰泄流系数公式。     

琴键堰过流水力特性数值模拟

琴键堰是一种新型的迷宫堰结构形式,其特点是相同堰宽、水头条件下泄流能力提升显著,采用RNG k-ε型湍流数学模型,VOF法处理自由水面,建立三维数学模型。通过对不同工况琴键堰体型的模拟计算,获得三维流场水流流态、流速等信息。结果表明:(1)采用Fluent软件对琴键堰进行数值模拟的适用性强,并验证了琴键堰的泄流效果显著;(2)琴键堰的三维流场流态复杂,具有三元水流的性质,堰上水头的变化影响琴键堰的泄流能力;(3)上、下游处水流呈明渠流状态,速度最小,为0.2m/s,流经堰体时形成水舌,流速增大,水舌与堰壁间空腔处有通气孔掺气,形成漩涡区,气体流速2m/s,水舌入水后有水气混掺。利用数值模拟技术,使获得的流场信息更加详尽,为进一步研究琴键堰流场特性奠定基础。     

迷宫堰泄流系数影响因素的试验研究

迷宫堰相较于直线堰，最大的优越性体现在它的泄流能力上。通过模型试验，在分析迷宫堰的泄流形态的基础上，着重分析了堰墙与来流夹角α、水头比H0／P、平面布置形式、水舌通气等几个因素对迷宫堰泄流系数的影响。     

刘家道口节制闸泄流曲线研究

根据刘家道口闸开闸泄水以来2008—2011年积累的实测水文资料,利用水工建筑物测流SL20—1992规范公式对刘家道口闸泄流量进行分析计算,分别计算包括行近流速的过闸流量和不计行近流速的过闸流量,两者进行对比,得出考虑行近流速水头计算的过闸流量偏大,结合实际情况考虑李庄闸回水影响得出了比较适合刘家道口节制闸运行情况下的堰流、孔流流量系数计算公式。结合ADCP实测流量点据,绘出了刘家道口节制闸自由式孔、堰流泄流曲线,淹没式孔、堰流泄流曲线。     

梯形渠道上的侧堰出流计算

在灌溉渠系上,通常用侧堰分流(图1)。本文推导出一个公式,用以计算渠道和侧堰均为梯形时的出流量,并提供了检验该公式合理性的实验结果。 1.理论公式推导梯形渠道上侧向梯形堰水流特征公式推导非常类似于早期所报告的矩形堰流公式的推导。把堰流视为若干侧向出流的无限小微分水流层的水流的总和,对于平面水流,当渠道水面宽为B,侧堰上口宽为L时,其流量系数C_4定义为: C_d=单位深度的堰流量/LV_i (1)     

组合式迷宫堰的泄流系数

本文在单一传统迷宫堰基础上,将其与宽顶堰相结合(也即组合式迷宫堰),并通过模型试验,分析了其泄流形态,研究通过改变组合比H1/H2、水头比H0/P、平面布置形式、水舌通气等几个因素泄流系数的变化规律.     

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.     

低坝淹没泄流能力分析及计算方法探讨

溢流坝采用实用型低堰在宽河谷低水头工程中广泛应用，泄流能力比高堰低，尤其在较大的淹没情况下，泄流能力降低很多，它除受堰型、上游堰高、下游堰高、行近流速、上游坝坡、堰上水头、坝后坡、侧向收缩影响外，还受到淹没影响，且随淹没度的增大，流量系数降低加剧。文中提出一种在淹没情况下，进行泄流能力计算的交叉作图法。     

弧形闸门开启过程非恒定流流量系数研究

为探究非恒定流流量系数特点,采用RNG k-ε紊流模型结合动网格技术对某工程Y形宽尾墩表孔弧形闸门开启过程进行了三维动态数值模拟研究,根据过闸流量滞后的特点,将闸后水流分为滞后式、过渡式和平稳式3种流态。分析了闸门开启过程中水流流态及非恒定流流量系数与闸门开启速度和溢流堰顶水头的关系,指出非恒定流流量系数随闸门开启速度的加快及堰顶水头的降低而减小,并给出不同开启速度和堰顶水头情况下适于过渡式及平稳式水流的流量系数经验公式。部分结果与试验结果进行对比,吻合良好,验证了数值方法的可靠性。     

逐步图解法淹没式堰流公式推流的使用范围

堰闸水文站出现淹没式堰流时可以使用逐步图解法定线推流,但小水位差时用自记水位推流,计算流量的误差可能很大。通过对淹没式堰流计算流量的不确定度的分析计算,得到水位差的百分不确定度XΔz,根据计算流量的不确定度要求,推算得到满足计算流量不确定度要求的水位差的范围:对于开宽大于2.0 m、下游水头大于0.5 m的堰闸站出现淹没式堰流时,只有水位差大于0.14 m时,才能使用自记水位推流。