弧底梯形渠道无喉道量水槽水力特性的数值模拟

【目的】研究弧底梯形渠道无喉道量水渠槽的水力特性,为灌区水资源的科学管理和可持续利用提供参考依据。【方法】利用Fluent6.3大型计算流体力学软件,基于VOF方法跟踪自由液面,采用RNGk-ε湍流数学模型和PISO算法,对不同收缩比条件下的弧底梯形渠道无喉道量水槽进行三维数值模拟,分析了弧底梯形渠道无喉道量水槽内部流场以及水位流量关系,将模拟结果和实测资料对比验证,同时进一步分析了弗劳德数、临界淹没度等量水槽各项水力性能。【结果】与传统无喉道量水槽相比,弧底梯形渠道无喉道量水槽具有显著优点:(1)量水槽结构简单,过流顺畅且呈良好的流线型;(2)临界淹没度(S)可达0.89,水头损失小,弗劳德数(Fr)0.5,满足测流精度要求;(3)量水槽水位流量关系相关性较好,拟合公式测流平均误差小于5%。【结论】弧底梯形渠道无喉道量水槽结构可为灌区弧底梯形渠道量水提供新的思路和参考依据。     

U形渠道抛物线形量水堰推广应用研究

针对东雷抽黄灌区的现状与存在的问题,引进了"U形渠道平底抛物线形无喉道量水槽",介绍了该量水槽的优点,提出了推广的技术要点和改进点,以为该成果的推广应用提供参考。     

灌区量水槽的应用研究现状与进展

对国内外灌区槽类量水设备的应用研究成果进行了分类综述,详细评价比较了几种灌区常用量水槽的各项量水性能及优缺点,介绍了量水槽的最新研究进展,指出了目前量水槽应用研究中存在的主要问题,并在此基础上从实现形式多样化、规格系列化、测控一体化、量测管理现代化方面,指明了适合我国灌区推广应用的量水槽的发展方向。     

无喉堰流量计算公式的理论推导

无喉堰量水槽因其量水精度高、结构简单、过水能力大、上游壅水低等诸多优点而成为最适合于农业灌区应用的量水建筑物。目前,利用无喉堰测量流量已经在部分农业灌区得到应用。但在调查中发现,利用无喉堰量水尚没有应用规范的计算公式,而且各种情况下出流对流量计量的影响尚未明确。为此,笔者对无喉堰自由出流和淹没出流2种状态的流量计算公式进行了理论推导给出了修正的经验公式。     

量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施过流能力的影响

【目的】研究量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施水力性能及对测流的影响，为扩大堰槽组合量水设施的适用性提供参考。【方法】对3种量水槽出口宽度（b=25，35和45 cm）在不同流量（5～71 L/s）下的35种工况进行水力性能试验，通过中垂面30个测点的水深及垂线平均流速变化，分析出口宽度对设施中垂面水面线和佛汝德数（Fr）沿程变化的影响，明确槽内流和堰槽流的流量阈值；根据流量（Q）与量水槽内测点水深的相关性，分析量水槽出口宽度对流量系数的影响，并建立不同量水槽出口宽度下的流量公式。【结果】3种量水槽出口宽度条件下，中垂面水深和Fr的沿程变化均表现出相似的规律，即中垂面水深在上游段表现稳定，进入量水槽后逐渐下降至出口后的薄水层区域；Fr值在上游段相对平稳，保持在0.1～0.2，进入量水槽后逐渐增大至最大值1.2～1.5，且增大速率沿程变大。上游段的水深和量水槽内的水深均随量水槽出口宽度的增加而减小，出口段、薄水层区域和下游壅水区域的水深受量水槽出口宽度影响不大。上游段至量水槽内部过渡扭面段的Fr值随量水槽出口宽度的增加而增大，量水槽内部梯形窄段的Fr值随着出口宽度的增加而减小。同一量水槽出口宽度下，槽内流的流量系数随流量的增加而增大，堰槽流的流量系数随流量的增加而减小。同一相对作用水头下，槽内流的流量系数随量水槽出口宽度的增加而减小，堰槽流的流量系数随出口宽度的增加而增大。基于建立的3种量水槽出口宽度下的流量公式，得到的流量计算值与实测值的相对误差均在2%以内，使堰槽组合量水设施的适用范围进一步扩大。【结论】量水槽出口宽度对上游和量水槽内的水深有明显影响，出口宽度的增加能够增大堰槽组合量水设施的流量阈值及过流能力，并使临界水深的断面位置向下游推移。     

抛物线形喉口式量水槽的简化流量公式

用于 U形渠道量水的抛物线形喉口式量水槽原流量公式为隐函数形式 ,针对其使用不便的现状 ,通过理论分析推导出了显函数形式的量水槽流量公式 ,计算结果与原流量公式比较相对误差值 <0 .5%     

抛物线形喉口式量水槽的简化流量公式

用于Ｕ形渠道量水的抛物线形喉口式量水槽原流量公式为隐函数形式,针对其使用不便的现状,通过理论分析推导出了显形式的量水槽流量公式,计算结果与原流量公式比较相对误差值〈０．５％。     

巴歇尔量水槽在景电灌区改造工程中的应用探析

在灌溉管理工作中,农业用水的测水和量水是实现节约灌溉用水、提高灌溉效率的重要措施。本文以景电灌区改造工程为例,探讨了巴歇尔量水槽的具体应用,仅供参考。     

梯形渠道梯形喉口量水槽水力特性初探

【目的】设计一种体型简单、过流能力强的梯形渠道梯形喉口量水槽,为提高小流量时的测流精度和减小大流量时的水头损失提供支持。【方法】对梯形渠道4种喉口收缩比ε(0.427,0.506,0.557,0.681)的梯形喉口量水槽,分别在12种流量(15.39L/s,19.44L/s,23.62L/s,29.39L/s,35.91L/s,39.15L/s,45.00L/s,49.59L/s,54.28L/s,61.15L/s,65.70L/s,71.96L/s)工况下的测流精度、水头损失、临界淹没度、适宜喉口收缩比等水力性能进行试验研究,通过观测15个控制断面的水深分析水面线的变化规律及流量与收缩比、上游水深的关系,并对自由出流条件下的流量公式进行拟合。【结果】梯形喉口量水槽的上游水深与流量间存在良好的指数关系,相关系数高达0.998 6;设计梯形喉口的量水槽有效改善了梯形渠道测流的测流误差和水头损失,喉口收缩比为0.427~0.557时,实测流量与计算流量的最大相对误差为4.643%;喉口收缩比为0.506~0.681时,水头损失最大为上游总水头的12%左右,较长喉道水头损失有所减小;梯形喉口量水槽具有较高的临界淹没度,临界淹没度变化范围为0.85~0.93;综合考虑水头损失及测流精度,较适宜的喉口收缩比为0.506~0.557,喉口倾角为70°~78°。【结论】梯形喉口量水槽为灌区梯形渠道量水槽的设计提供新思路。     

灌溉渠道测量水技术应用研究与探讨

通过选定示范区，在示范区内建立完善的量测水设施，开展量测水技术应用研究，观测各级渠道引水量．各种作物田间灌水量，分析灌溉水利用情况，从优化配水、按需引水、按量收费等方面进行探索与研究，认为灌区对于水流条件较好的农斗级渠道及田间宜采用特设量水槽量水，而支渠宜采用标准断面流速仪量水，同时还应加强灌区测量水工作。