理论教育 堰流和闸孔出流:水力学现象

堰流和闸孔出流:水力学现象

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:当水流通过这些建筑物时,有两种基本情况:一种是图8.1.1 、所示情况,即水流在通过被建筑物缩小了的过水断面时流线收缩、流速增加、水位降落,但水流表面不受闸门约束而保持连续的自由水面,这就是堰流现象;另一种是图8.1.1 、所示的情况,即水流表面受到闸门下缘的约束,水流从闸门下的孔口中流出,这时水流没有连续降落的自由水面,过水断面的面积取决于闸门开度,这就是闸孔出流现象。图8.1.1以上是从水流现象的角度看堰流和闸孔出流。

堰流和闸孔出流:水力学现象

水利等工程中,为了泄水或引水等目的,常在河道或渠道中修建诸如溢流坝、泄水闸等水工建筑物以控制水流的水位及流量。当河道或渠道建有这些建筑物时,河渠中的水位被壅高,一般情况下,建筑物的水流是缓流。当水流通过这些建筑物时,有两种基本情况:一种是图8.1.1 (a)、(b)所示情况,即水流在通过被建筑物缩小了的过水断面时流线收缩、流速增加、水位降落,但水流表面不受闸门约束而保持连续的自由水面,这就是堰流现象;另一种是图8.1.1 (c)、(d)所示的情况,即水流表面受到闸门下缘的约束,水流从闸门下的孔口中流出,这时水流没有连续降落的自由水面,过水断面的面积取决于闸门开度,这就是闸孔出流现象。水力学中把这种从顶部溢流而水面不受约束的壅水建筑物称为堰,通过堰的水流称为堰流,而把由闸门控制水流的泄水建筑物称为闸,通过闸孔的水流称为闸孔出流。

堰流和闸孔出流都是由于建筑物将水流的过水断面缩小而形成的。堰流多因侧向宽度被缩窄或底部被抬高而形成,闸孔出流则因闸门开度较小使水流受到约束而形成。

图8.1.1

以上是从水流现象的角度看堰流和闸孔出流。从能量的角度分析,无论是有压管流或明渠流、堰流或闸孔出流,都必然遵循客观的自然规律,其中之一就是能量守恒定律,即在水流的两个渐变流过水断面之间列能量方程,对恒定流都具有以下形式:(www.daowen.com)

对堰流和闸孔出流来讲,有以下两点必须强调。

(2)两过水断面间水流的能量耗损主要是局部水头损失,沿程水头损失是次要的。这一点与有压管流和明渠流不同,后者的沿程水头损失往往是主要的。

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