基于VOF的弧底梯形短喉道量水槽水力性能研究

为进一步研究弧底梯形短喉道量水槽的水力性能及测流精度,基于RNG k-ε三维湍流模型和VOF(volume of fluid)方法,利用Fluent6.3大型流体计算软件,对不同喉道长度的短喉道量水槽进行了三维流场数值模拟。分析了该量水槽在不同喉道长度及流量下的水面线变化情况,进一步研究了弗劳德数、水头损失等水力性能,并针对同一渠道不同喉道长度的弧底梯形短喉道量水槽建立了平均误差小于5%的统一流量公式,精度较高,简单可用,该研究为后续量水槽测流公式的推导及弧底梯形短喉道量水槽在灌区的进一步应用提供参考。

田间便携式平底短喉道量水槽水力特性试验

为了探索研究灌区田间进水口的水量计量,该文在巴歇尔量水槽的基础上设计制作了一种体型简单、成本低的田间便携式平底短喉道量水槽,喉口宽度51 mm、长度774 mm,便于携带和田间安装;通过试验研究了该量水槽的水力性能,观测了24种流量下量水槽内11个控制断面的水位,拟合得到自由出流和淹没出流条件下的水深与流量公式,与实测流量对比,平均相对误差和最大相对误差均在10%以内,满足灌区田间量水精度要求;分析了不同流量下佛汝德数、断面比能沿槽身各控制断面的变化规律,确定临界水深断面位于该量水槽喉口段的中部偏后段;分析了槽内水头损失情况,得知该量水槽最大水头损失占上游总水头的12.10%,相较于长喉道量水槽较小,自由出流条件下槽内水头损失小于淹没出流条件下0.02倍上游总水头。该研究为田间进水口量水设施在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。

田间简易平底短喉道量水槽水力性能初探

灌区量水是灌区用水管理的关键技术之一。目前灌区量水设备种类繁多，但能用于田间的量水设备较缺乏。标准巴歇尔量水槽量水精度高，但形状复杂且造价较高，本文在其基础上设计制作了一种形状简单、成本低、便于携带和田间安装的田间简易平底短喉道量水槽，量水槽喉口宽度51mm、长度774mm，单槽适用流量范围大致为6～20L／s，双槽适用流量范围可达36L／s。试验通过对16种流量下量水槽内11个控制断面的水位进行观测与分析，拟合得到自由出流条件下上游水深与流量公式，与实测流量比较，平均相对误差为一0．11％，最大相对误差为7．06％；从水力学角度分析了不同流量下佛汝德数、断面比能沿槽身各控制断面的变化规律，确定该量水槽临界水深断面位于喉口段的中部偏后段，从而确定该量水槽的喉口段长度适宜。