陡坡粗糙矩形明渠中自由跌流的水力特性

论文摘要

在矩形明渠中,自由跌水可作为其流量计量设施,具有简单方便、运行维护容易的特点。工程中,矩形明渠底坡往往为陡坡,边壁因材料限制通常较粗糙,体现为陡坡粗糙渠道的特征。目前对此类明渠中设置跌坎后,跌坎上的水力特征性研究较少。本文采用模型试验的方法对不同底坡S、不同边壁粗糙度n的矩形明渠中的自由跌水水力特性进行了研究。试验中,底坡范围为0.002 6到0.097 3之间,明渠边壁糙率系数在0.009 3到0.019 3之间,明渠水流弗洛德数Fr0在1.0到6.62之间,远超以前研究的范围。结果表明:在试验确定的底坡和边壁糙率系数范围内,明渠跌坎上游水流为急流,自由跌流坎末水深he与其上游临界水深hc之比值he/hc与■呈线性相关。另外,受自由跌水影响的跌坎上游长度L只与底坡和边壁糙率系数有关,而与渠道流量无关。对陡坡渠道而言,h_e/h_c值随着水流弗洛德数的增加而呈对数减小。最后本文根据试验数据提出了陡坡粗糙矩形明渠的自由跌流坎末水深与上游临界水深之比值he/hc和■以及he/hc和来流弗洛德数Fr0的计算公式。本文通过增大底坡和边壁糙率的值,进一步扩展了前人关于明渠自由跌水的研究,这对于利用明渠自由跌水进行流量计量具有重要的工程应用价值。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李乃稳,何孟,刘超,贺宇欣,李龙国

关键词: 明渠流,自由跌流,急流,粗糙陡坡明渠,水力特性

来源: 工程科学与技术 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川大学水利水电学院,四川省水利科学研究院

基金: 四川省重大科技专项(2018SZDZX0027),四川省科技支撑计划项目(2016FZ0111,2018SZ0279)

分类号: TV133

DOI: 10.15961/j.jsuese.201900647

页码: 83-89

总页数: 7

文件大小: 1711K

下载量: 71

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