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宽顶堰上闸孔淹没出流的特性研究

刘亚云  
【摘要】: 宽顶堰上的闸孔出流和闸后有跌坎的闸孔出流是实际工程中普遍存在的水力现象。正确分析其淹没出流特征、淹没出流条件,正确确定其淹没系数,不仅具有重要的实际意义,同时也具有理论学术价值。 本论文首先对宽顶堰上闸孔淹没出流现象进行了理论分析,认为其淹没出流的判别和淹没系数的确定,不能用水平底上闸孔淹没出流的对应方法进行。并提出了引入淹没条件修正系数α后,当h_t>α·h″_c时,宽顶堰上闸孔出流为淹没出流的判别标准。 接着,对郑埠口节制闸闸孔淹没出流问题的模型试验资料进行了分析,给出了随开启闸门孔数n变化的淹没条件修正系数α,可供水力计算和运行管理使用。 本论文认为,引入淹没条件修正系数α后,可用修正的潜流比(h_t-α·h″_c)/(H-α·h″_c)代替潜流比(h_t-h″_c)/(H-h″_c),再根据南京水利科学研究院提出的淹没系数与潜流比的关系曲线确定宽顶堰上闸孔淹没出流的淹没系数σ_s。对于水平底上的闸孔出流情况,相当于有坎宽顶堰上闸孔出流情况的特例,此时取淹没条件修正系数α=1。 最后,本论文进行了一系列试验研究,得到了各种底坎情况下的淹没条件修正系数α。结果表明:淹没条件修正系数α的大小,随闸后底坎长度l的增大而增大;随闸后底坎末端坡面的坡角θ的增大而减小;随闸后底坎的厚度Δ的增大而减小。


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