流线型宽顶堰的流量系数和淹没系数
2012-10-23王学斌张毅
电网与清洁能源 2012年11期
王学斌,张毅
(中国水电建设集团第十五工程局有限公司,陕西西安 710065)
1 流线型宽顶堰的研究现状
宽顶堰广泛的应用于各种进水闸、无压隧洞、涵洞的进口、桥孔、施工围堰等。宽顶堰分为直角型宽顶堰和流线型宽顶堰。直角型宽顶堰的进口为直角;而流线型宽顶堰的进口为圆形或流线型。虽然只是堰的进口稍有差别,但流线型宽顶堰的泄流能力却比直角形宽顶堰的泄流能力大许多。
前苏联的伯朗日、巴赫米切夫、彼卡洛夫、A·P·别列津斯基都通过试验研究了宽顶堰的流量系数[1],尤其是A·P·别列津斯基,对宽顶堰的流量系数做了系统的试验,给出了堰前为直角形和圆形的流量系数的计算方法[2],此方法一直为我国水力学教学所用。研究表明,直角形宽顶堰由于堰顶处水流分离,不能用理论方法得出流量系数的公式,但对于流线型宽顶堰,流量系数可以用边界层理论进行分析[3]。
宽顶堰分为自由出流和淹没出流,自由出流的流量计算比较简单。对于淹没出流,计算流量时须同时考虑流量系数和淹没系数。对于淹没系数,A·P·别列津斯基给出了试验成果,这一成果是以表格形式给出的,没有计算公式。近年来,有的学者对宽顶堰的淹没出流进行过研究,文献[4]采用临界淹没法计算宽顶堰的流量,所谓临界淹没法是指宽顶堰刚刚开始处于淹没状态的情况。文献[5]研究了淹没宽顶堰的泄流能力,认为宽顶堰的淹没系数不仅与流量系数有关,而且与侧收缩系数有关,给出了侧收缩系数为1.0、0.95和0.9情况下不同流量系数时淹没系数的计算表,但该计算方法未得到试验的证实。……
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