内容发布更新时间 : 2024/11/7 23:48:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

堰流实验

一、实验目的要求

1、了解堰、堰流的概念。

2、观察宽顶堰、实用堰的水流现象以及下游水位变化对宽顶堰过流能力的影响。 3、分析各种堰流的水力特性。

二、实验装置

实验装置见图：1.有机玻璃实验水槽；2.稳水孔板；3.测针；4.实验堰；5.三角堰量水槽；6.三角堰水位测针筒 7.多孔尾门；8.尾门升降轮；9.支架；10.旁通管微调阀门；11.旁通管；12.供水管； 13.供水流量调节阀；14.水泵；15.蓄水箱 本实验装置通过改变不同堰体，可演示常见的各种堰流现象及其下游水流衔接形式。包括宽顶堰流、实用堰流、底流消能、挑流消能、面流和消力戽消能等。此外，还可演示平板闸下出流、薄壁堰流。在实验过程中可根据情况具体安排实验内容。

三、实验原理

1.堰流现象

堰在水利工程中既是挡水建筑物又是泄水建筑物，其作用是抬高水位和宣泄流量。在水力学中，把顶部溢流的水工建筑物称为堰。当水流从堰上溢流时，水面线为一条光滑的降落曲线，并在较短的距离内流线发生急剧弯曲，离心惯性力对建筑物表面的压强分布及建筑物的过水能力均有一定的影响，其出流过程的能量损失主要是局部水头损失。

堰的分类按堰沿水流方向的厚度占和上游水头H的比值分为薄壁堰，实用堰和宽顶堰，如图9.1所示。当

δ/H<0.67 薄壁堰

0.67<δ/H<2.5 实用堰（曲线形、折线形） 2.5<δ/H< 10 宽顶堰

按下游水位对泄流量的影响，堰还分为自由出流和淹没出流。当下游水位不影响堰的泄流能力时称为自由堰，反之称为淹没堰。

按有无侧收缩，堰又可分为无侧收缩堰和有侧收缩堰。当溢流宽度与上游渠道的宽度相等时，称为无侧收缩堰流；当溢流宽度小于上游渠道宽度时，称为有侧收缩的堰流。

图9.2 堰的分类 2.堰流的基本公式 堰流的一般公式为

Q???mb2gH0232

式中Q为流量；b为堰宽；m为流量系数；Ho为堰上总水头，可用下式计算

avH0?H?002g

对于矩形断面

v0?Qb(H?P)

式中v0为堰前行近流速；H为堰上水头；P为堰高。 当非淹没无侧收缩时，堰流流量计算公式为：

Q?mb2gH02

3Q所以得 m测＝b2gH03/2 其中m为流量系数

四、实验步骤

1、开启水泵、蓄水，准备实验

2、将各种堰型放入实验槽内，观察自由出流时的水流特征。 3、分析各种堰流的水力特征。

五、实验成果及要求

1、详述堰的分类原则、方法。 2、详述薄壁堰测流量原理。

3、分析各种宽顶堰的水力特征，描述其流动现象。 4、详述实用堰的用途及其造型设计原则。

5、随下游水深的增大，宽顶堰流的淹没过程怎样变化？