量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施过流能力的影响 |
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引用本文: | 凌 刚,王文娥,王 惠,等.量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施过流能力的影响[J].西北农林科技大学学报(社会科学版),2023,51(12):132-142. |
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作者姓名: | 凌 刚 王文娥 王 惠 等 |
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作者单位: | 西北农林科技大学 旱区农业水土工程教育部重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金联合基金重点项目(U2243235);陕西水利科技计划项目(2021slkj-8) |
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摘 要: | 【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。
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关 键 词: | 量水设施 堰槽组合 量水槽出口宽度 过流能力 |
收稿时间: | 2022/8/11 0:00:00 |
Influence of outlet width of flume on overflow capacity of weir-flume combination facility |
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Abstract: | |
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Keywords: | flow measurement facility weir-flume combination outlet width of flume overflow capacity |
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