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文档简介

水力分析与计算

主讲人：王俊黄河水利职业技术学院2014.09弧形闸门闸孔出流水力分析与计算例题【例题】试求：闸室的泄流量Q。闸底板高程为▽1

=104.00m；共3孔，每孔宽b=5m；闸前水位▽2

=109.00m；弧形闸门半径R=7m；转轴高程▽3

=107.00m；当闸门开度e=1m；不计闸前行近流速；若下游水位为▽4

=108.03m。已知:如图，水闸底坎与渠底齐平（平顶堰），弧形闸门控制水流。c解答本题需要掌握以下主要方法和基本概念解题分析：1.闸室出流形式的判定：判定参数为e/H（即闸门的相对开启度）

判定还与闸底坎形式有关。2.闸孔出流情况判断：闸室下游水位高低影响过闸流量的大小

图a：hc”>ht，水跃发生在收缩断面下游，为远驱式水跃；图b：hc”=ht，水跃发生在收缩断面处，为临界式水跃；图c：hc”<ht，水跃发生在收缩断面上游，为淹没式水跃。

远驱式水跃和临界式水跃对应的下游水位都不影响闸孔的过流能力，称为闸孔自由出流；淹没式水跃对应的下游水位使闸孔的过流能力减小，称为闸孔淹没出流。平顶堰上闸孔出流是否为淹没出流？可按以下方法计算判别：

若hc”≥ht，为自由出流；

hc”＜ht，淹没出流。

3.闸孔出流的流量公式Q与闸前作用水头H0的平方根成正比，H0是影响过闸流量的主要因素。

σs

反映下游的水位对

Q的影响。自由出流σs=1.0，淹没出流σs＜1.0。

μ0影响因素有垂向收缩系数ε’、流速系数φ

及闸门相对开启高度e/H。当cosθ=0.3~0.7时，当cosθ=0~0.3时，

当闸门开启孔数、高度及闸孔尺寸一定时，影响过闸流量

Q的因素是闸前作用水头H0、流量系数μ0、淹没系数σs。

对于弧形闸门：1.判别闸室的出流情况解：由已知条件知，闸前行近流速水头

v02/2g忽略不计。结合题意，按照平顶堰上、弧形闸门控制的闸孔出流的情况，进行本题泄流量Q

的计算。故为闸孔出流

故

H0

≈

H

=

▽2

－▽1

=109.00－104.00

=

5

m2.求解收缩断面水深hc，判断闸室下游出流情况

从课本或水力计算手册查得下表

由θ值并采用内插法查上表，得垂向收缩系数

，c

=

▽3

－▽1

=107.00－104.00

=3m取

φ=0.97则又因

从课本或水力计算手册查得右图查得：淹没系数

σs

=0.580.580.53得hc”＜

ht

，故闸孔为淹没出流3.计算泄流量总结：本题为平顶堰上、弧形闸门控制的闸孔淹没出流。因：cosθ

=0.286，0＜

cosθ＜

0.3主持单位:广东水利电力职业技术学院黄河水利职业技术学院参建单位:杨凌职业技术学院

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