U型渠道中直角三角形量水槽体型设计

量水槽体型设计是量水槽应用于灌区的重要环节,目前尚无完善的体型设计标准可依。为解决直角三角形量水槽实际应用中的体型设计问题,提出以淹没度、壅水高度和上游弗劳德数的限制条件为标准的量水槽体型设计准则。在2种型号、3种坡度的U型渠道上,利用钢模板修建5座直角三角形量水槽进行灌区试验;建立了包含渠道坡度的流量公式,拟合了淹没阈值、壅水高度和上游弗劳德数的经验公式。研究表明:含有坡度的流量公式精度较高,平均相对误差仅为1.88%,相对误差的最大值为5.56%,相对误差在±5%范围以内的数据比例为98%;拟合得到的3个经验公式描述了淹没阈值、壅水高度和上游弗劳德数与量水槽喉口宽度之间的定量关系,可用于量水槽体型设计。基于体型设计准则和经验公式,建立了最大流量和最小流量下淹没度小于相应淹没阈值、最大流量下壅水高度小于渠道岸顶超高、最小流量下上游弗劳德数小于0.5的直角三角形量水槽体型设计方法。研究成果可为类似量水槽体型设计提供参考。

U形渠道机翼柱型量水槽水力性能分析

为了详细探究机翼柱型量水槽应用于U形渠道的量水性能,设置了4个不同的量水槽收缩比开展水力性能试验。通过对流量、收缩比和上游水位等数据进行分析,拟合出机翼柱型量水槽的流量公式。研究还对测流精度、上游佛汝德数、临界淹没度等参数进行了详细分析。试验结果表明,机翼柱型量水槽水位~流量相关性极高,相关系数R^(2)达0.998,利用试验数据拟合出的流量公式简单易用,平均流量误差约为2.47%,上游佛汝德数小于0.3,临界淹没度最高为0.887。与传统的U形渠道量水槽相比,机翼柱型量水槽的流动公式简单易用,U形渠道机翼柱型量水槽的结构为进一步研究提供了新的思路和参考。

U型渠道在农田水利工程建设中的应用

渠道工程是农田水利工程重要组成部分,U型渠道具有较强的输水能力、较高的水资源利用率等优势。以某县农田水利灌溉工程为背景,结合输水灌溉情况,通过对所用U型渠道进行系统研究,提出了U型渠道的水力计算方法、施工要点,可为类似工程的设计提供借鉴。

U形渠道机翼形量水槽试验研究

主要介绍了机翼形量水槽的构造、测流原理。通过在U形渠道上的试验研究得出该槽的流量公式、流量水头关系、测流误差。试验结果表明机翼形量水槽测流精确且投资较小,适合灌区量水的要求。

U形渠道量水槽的性能分析与筛选研究

U形渠道抛物线形喉口式量水槽、直壁式量水槽、长喉道圆底形量水槽具有与 U形渠道自然衔接 ,无底坎 ,不淤堵的优点 ,适合在多泥沙 U形渠道中应用 ,该文采用模拟方法 ,系统分析了这 3种量水槽在不同尺寸、底坡和糙率条件下的 U形渠道的适应性、壅水高度、工程量及其量水精度等技术指标 ,结果表明 :抛物线形喉口式量水槽的适用面广、工程量小、壅水高度较低 ,量水精度与其它两种量水槽的量水精度相当 ,能满足灌溉测流要求。因此 ,在多泥沙

U形渠道适宜量水设施及标准化研究

对已有U形渠道量水技术进行了比较评价,提出了适宜于不同规格U形渠道的量水技术与设施的选配模式。开展了U形渠道平底抛物线形无喉段量水槽设计与标准化研究,提出了以抛物线形状系数P值为指标的共计28个标准量水槽,并在实验室和灌区进行了实验和现场观测,结果表明,实测值与理论值吻合较好,满足测水要求。

U形渠道便携式板柱结合型量水槽水力性能研究

针对灌区小型渠道数目多、需测控的断面多、而宜采用的移动式量水设备仍不够完善的问题,借鉴移动式薄板量水槽和圆柱量水槽的优点,设计了一种便携式板柱结合型量水槽,在分析量水槽测流机理的基础上,开展原型试验和数值模拟研究,并应用量纲分析法建立测流公式。结果表明,量水槽具有较好的水位流量关系,上游壅水高度在1.85~13.69cm之间,临界淹没度在0.70~0.91之间,槽前弗汝徳数均小于0.5;板柱结合型量水槽比现有的圆柱量水槽和带尾翼的圆头量水槽体型小,便携度高,流线分布稍差,上游壅水高度稍大,临界淹没度稍低,但能满足灌区测流要求;量水槽测流精度高,平均测流相对误差为2.07%。

U形渠道抛物线形移动式量水堰板研究

该文提出了 U形渠道抛物线形移动式量水堰板 ,研究量水堰板的壅水高度、临界淹没度、喉口水深 -流量关系与渠道断面、比降和喉口收缩比的关系 ,给出了喉口收缩比范围和流量系数计算公式 ,分析了其测流误差。研究表明 :U形渠道抛物线形移动式量水堰板 ,量水精度较高 ,结构简单 ,造价低 ,使用方便 ,可用于各种小

U形渠道圆头量水柱测流影响因素试验及模拟

为研究U形渠道圆头量水柱的测流规律及影响因素，基于绕流理论和RNGk-ε湍流模型，对18种体型圆头量水柱5种工况下的水力性能进行全流场数值计算，获得了时均流场、断面流速分布及柱后水流流态，并与实测值进行对比。同时，通过模型试验与数值仿真研究了V形尾翼对测流的影响。结果表明：水力参数的实测值与模拟值具有较好的一致性，渠道底坡为1/1000，流量为45.01L/s，收缩比及长宽比分别为0.50和2时，驻点处横断面最大流速模拟值与实测值相对误差为1.51%，水深15cm位置剖面最大流速模拟值与实测值相对误差为0.45%。适宜长宽比的V形尾翼可以有效改善过槽水流：当收缩比为0.50～0.75时，建议长宽比为3/2～2；当收缩比＜0.50时，长宽比应相应增大，但不宜＞5/2。通过回归分析得到的圆头量水柱流量计算公式，在收缩比为0.63时最大测流误差为4.95%，平均误差仅为0.10%，该研究为圆头量水柱在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。

基于VOF的量水槽流场数值模拟

利用Fluent软件,采用VOF方法与标准k-ε紊流模型相耦合,对U型渠道平底抛物线形无喉段量水槽的流场进行三维数值模拟。通过建立不同渠槽模型,分析不同流量工况下沿程水面线及速度场分布,将数值模拟结果与实测结果、公式计算结果进行对比,结果表明,模拟值与实测值、公式计算值吻合较好。并应用该数值模拟方法对量水槽的流量公式进行了检验,为提高其测流精度提供一定的参考依据,为该量水槽结构设计与优化提供了新的思路。

U形渠道圆柱体量水槽研究

基于前人圆柱体量水槽测流原理分析,得出了底部为圆弧两侧为斜坡的U形渠道圆柱体量水槽的流量理论计算公式,提出其流量校正系数可以由相对能量（上游水头与底部弧段弦长之比）的函数求得,并根据试验资料建立了相对能量和相对流量（实际流量与计算流量之比）的无因次关系式.并在试验水槽中进行了标定,试验表明：相对能量和相对流量具有非常好的相关关系,量水槽的测量相对误差为3.78%,最大淹没度为0.84,量水槽的断面收缩比建议采用为0.57～0.69.该种量水槽具有结构简单,施工制作容易,可以拆卸,不产生淤积,使用方便.

U形渠道抛物线形喉口式量水槽选型与设计

介绍抛物线形喉口量水槽的选型、设计方法、量水槽流量计算以及量水槽适用条件 ,便于灌区应用。

U形渠道正常水深的直接水力计算公式

针对水力性能优良的U形渠道,依据明渠均匀流基本原理,以过水断面水深恰好等于U形底弧弓高时断面过流量作为分界流量Qb,引入断面特征参数和无量纲相对正常水深,采用麦考特优化法,以离差平方和最小为目标,利用SAS软件编程,通过最优化拟合建立了U形渠道正常水深直接水力计算公式。通过误差分析表明,所建公式在渠道过流量Q小于分界流量Qb时,计算相对误差绝对值均小于0.44%;渠道过流量Q大于分界流量Qb时,计算相对误差绝对值均不超过1%,可见公式具有较高的精度,且物理概念清晰、计算方便快捷;该公式不仅可用于解决宽浅式渠道正常水深水力计算,也适用于窄深式渠道正常水深的水力计算,具有较强的通用性,可为渠道工程设计和运行管理提供理论依据和有益参考。

U形渠道直壁式量水槽水力特性的研究

灌区的水费改革有利于我国节水制度的加强,这就需要推广一种切实、有效的量水设施,而U形渠道直壁式量水槽由于具有与U形渠道自然衔接,不抬高底坎,过沙能力较强,工程量较小,量水精度较高的优点,是U形渠道理想的优化选择。对U形渠道直壁式量水槽进行试验,并对实验数据进行分析,得出U形渠道直壁式量水槽的基本水力特性。

U形渠道水流流速垂向分布规律及模拟

为了明确U形渠道水流流速分布规律,指导田间用水管理生产实际,基于室内和田间实测资料,分析了U形渠道水流流速分布特点,将非对称封闭渠道流速分布结果引入明渠水流流速分布研究中,提出了垂向流速分布双幂律,同时给出了相关参数的确定方法,并采用实测资料对双幂律进行了验证.结果表明,U形渠道同一测线不同测点水流流速随着垂向位置的升高而逐渐增大,但在水面处有所减小,最大流速出现在水流表面以下.在此基础上建立的能够同时表达上下底面影响水流流速分布的双幂律,能够准确表达U形渠道水流流速分布特点;与常用流速分布规律相比,双幂律具有更高的计算精度.经实测资料验证,双幂律拟合流速垂向分布计算结果的相对误差较小,在相对深度处于0.10～0.95的计算区间内,双幂律计算相对误差小于5%,且对常见的不同断面、不同规模渠道具有普遍适用性.

变截面U形通道内肋高对换热特性影响的实验

采用实验方法研究了在定常状态下,肋的高度对横肋变截面U形通道内的换热特性的影响。通道内肋间距为15 mm,肋的宽度均为2 mm,肋的高度分别为1,1.5,2 mm和2.5 mm。雷诺数在12 000到56 000之间变化,采用单元分析法,以相同形状的无肋通道作为基准,研究了肋的高度对肋间距为15 mm通道的换热效果及阻力影响,得到了包括几何参数在内的经验关联式。结果表明,有肋的通道换热都得到了增强;肋高度的变化对变截面蛇形通道换热的影响不是单调的,而是呈多峰分布;肋的高度对阻力系数的影响却是随着肋高的增大而增大的。

U形渠道圆柱形量水槽的试验研究

选择了3种收缩比,分别为0.701、0.636和0.476,在U形渠道上对圆柱形量水槽进行了一系列的试验。试验结果表明,圆柱形量水槽的行近断面总水头H1与驻点水头Hs存在很好的相关性,相关系数等于0.9984。圆柱形量水槽的流量系数Cd不仅与相对水头Hs/L有关,与收缩比ε大小也有明显的关系,Cd随着Hs/L和ε的增大而增大。根据试验数据拟合的流量计算公式简明实用,自由出流时的流量计算平均误差不超过3.92%。

U形渠道量水槽的筛选研究

U形渠道抛物线形无喉段量水槽、直壁式量水槽、圆底形量水槽具有与 U形渠道自然衔接 ,不抬高底坎 ,过泥沙能力较强 ,工程量较小 ,量水精度较高的优点 ,是 U形渠道量水的优化选择 ,对这 3种量水槽在不同尺寸、底坡和糙率条件下的 U形渠道的适应性、壅水高度、工程量及其量水精度等技术性能进行系统分析 ,表明抛物线形无喉段量水槽的适用面广、工程量小、壅水高度较低 ,量水精度与其它两种量水槽的量水精度相当 ,是一种高性能的多泥沙 U形渠道量水装置。

U形渠道流速分布特性分析与试验

依据室内试验和田间实测资料,分析了U形渠道水流流速分布特性,建立了U形渠道水流横向流速分布指数律、垂向流速分布双幂律,给出了相关参数的确定方法,并提出了基于U形渠道水流分布规律的明渠测流计算断面中线"三点法"。实测资料验证表明:中线"三点法"在室内不同工况计算流量相对误差均在±4%范围内;除个别测点外,现场实测计算流量相对误差也在±5%范围内,说明中线"三点法"计算精确。与流速-面积法需9个测点相比,中线"三点法"节省了60%以上的测流工作量。

U形渠道的水力特性及水力计算

U形渠道断面水力和结构性能优越,是渠道输水工程中较常采用的断面形式之一,水力计算中的正常水深、临界水深求解无显函数形式的表达公式。提出了U形渠道水力最佳断面的设计方法,并给出了确定U形渠道水力最佳断面底弧半径的计算公式。导出了U形渠道正常水深、临界水深水力计算的迭代公式,并给出了判别水深范围的界限流量计算公式。