大连理工大学：《水工建筑物》课程教学资源（实验讲义）溢洪道的水工模型试验

溢洪道的水工模型试验 一、实验目的 1.溢洪道闸墩及进水渠形式对泄流能力的影响。 2.观察泄槽中弯曲段、收缩断和扩散段中的水流现象。 3.根据泄槽中水流流速，判断有无发生空蚀破坏的可能性。 4.泄流对溢洪道侧壁或底板的动水压力作用。 水工建筑物 2012/9/18

溢洪道的水工模型试验 一 实验目的 1. 溢洪道闸墩及进水渠形式对泄流能力的影响 。 、实验目的 1. 2. 观察泄槽中弯曲段、收缩断和扩散段中的水流现象。 3. 根据泄槽中水流流速 根据泄槽中水流流速，判断有无发生空蚀破坏的可能性 判断有无发生空蚀破坏的可能性 。 4. 泄流对溢洪道侧壁或底板的动水压力作用。 水工建筑物 2012/9/18

二、实验设备及仪器 水位量测仪器：采用水位测针，用于测定恒定流水位； 流量量测仪器：采用电磁流量计或采用三角型量水堰或 矩形堰，用于测定恒定流流量。 量水堰堰型满足量程和精度要求； 三角型量水堰的流量公式为：Q=1.343H247(m3/s) 矩形堰流量公式为：Q=0.414b√2gH15(m3/s) H一堰上水头，单位为m。 流速测量：采用比托管或智能型流速仪。 距离、高程测量：采用钢尺、水准仪、水准尺。 压力测量：采用测压管或多点压力仪。 水工建筑物 2012/9/18

二、实验设备及仪器 流量量测仪器：采用电磁流量计或采用三角型量水堰或 水位量测仪器：采用水位测针，用于测定恒定流水位； 矩形堰，用于测定恒定流流量。 2 47 3 量水堰堰型满足量程和精度要求； 三角型量水堰的流量公式为： 1.343 ( / ) 2.47 3 Q = H m s 0.414 2 ( / ) 1.5 3 矩形堰流量公式为：Q = b gH m s 三角型量水堰的流量公式为： Q g ( ) 流速测量：采用比托管或智能型流速仪。 H ——堰上水头，单位为m。 流速测量：采用比托管或智能型流速仪。 距离、高程测量：采用钢尺、水准仪、水准尺。 压力测量：采用测压管或多点压力仪。 水工建筑物 2012/9/18 压力测量：采用测压管或多点压力仪

三、实验原理 堰流公式 Q=mb√2gHg 其中：H。—堰上水头，m;m一 堰流综合流量系数。 四、实验方法与步骤 1.检查测压孔和测压管是否符合要求；检查重，点部位的测压孔有无遗 漏，并用水准仪测定测压板零点高程。 2.记录实验中的有关常数，如堰宽b,溢洪道堰顶水准读数。 3。调节适当的流量并固定，并使之产生自由堰流。待水位流量稳定后， 测读电磁流量计或量水堰测针读数，以及库水位标尺读数并记录。 4.观察进口的水流流态及整个泄槽中的水流状态，注意收缩段、扩散段 和弯曲段的冲击波。量测泄槽沿程的水面高度，每个断面布设3个测，点， 每测，点重复测读3次，取其平均值记录于表格中。 5.按编号顺序用钢尺量测测压管内水柱高度，用表格记录观测数据。 每一测次，应重复测读3~4次，取其均值或稳定值。 水工建筑物 2012/9/18

三、实验原理 1.5 0 Q = mb 2gH 其中: H0 —— 堰上水头，m；m —— 堰流综合流量系数。 堰流公式： 四、实验方法与步骤 1．检查测压孔和测压管是否符合要求；检查重点部位的测压孔有无遗 漏，并用水准仪测定测压板零点高程。 2. 记录实验中的有关常数 记录实验中的有关常数，如堰宽b，溢洪道堰顶水准读数 溢洪道堰顶水准读数。 3. 调节适当的流量并固定，并使之产生自由堰流。待水位流量稳定后， 测读电磁流量计或量水堰测针读数，以及库水位标尺读数并记录。 4. 观察进口的水流流态及整个泄槽中的水流状态，注意收缩段、扩散段 和弯曲段的冲击波 和弯曲段的冲击波。量测泄槽沿程的水面高度 量测泄槽沿程的水面高度，每个断面布设3个测点， 每测点重复测读3次，取其平均值记录于表格中。 5．按编号顺序用钢尺量测测压管内水柱高度，用表格记录观测数据。 水工建筑物 2012/9/18 5．按编号顺序用钢尺量测测压管内水柱高度，用表格记录观测数据。 每一测次，应重复测读3～4次，取其均值或稳定值

五、实验资料整理 1.计算数据 计算相应流量及堰上水头，并引伸至原型； 根据所测水深，计算各断面的平均流速，并引伸至原型； 计算各测点的动水压力强度，并引伸至原型，但当模型测得的负压 值按长度比尺换算至原型而将导致空化现象时，则负压值不能引伸 至原型。 2.实验结果分析 (1)综合各组实验数据，确定其泄流能力，并与理论公式计算进 行比较，说明影响泄流能力的主要因素。 (2)泄槽有无冲击波产生以及产生的原因是什么？ (3)有无发生空蚀破坏的可能。 水工建筑物 2012/9/18

五、实验资料整理 1．计算数据 计算相应流量及堰上水头，并引伸至原型； 根据所测水深，计算各断面的平均流速，并引伸至原型； 计算各测点的动水压力强度，并引伸至原型；但当模型测得的负压 值按长度比尺换算至原型而将导致空化现象时，则负压值不能引伸 至原型。 2．实验结果分析 （1）综合各组实验数据，确定其泄流能力，并与理论公式计算进 行比较，说明影响泄流能力的主要因素。 （2）泄槽有无冲击波产生以及产生的原因是什么？ （3）有无发生空蚀破坏的可能。 水工建筑物 2012/9/18

六、实验报告的要求 实验报告应包括如下的内容： ()实验目的、内容、主要仪器设备 (2)实验数据 (③)计算数据（应有一组实验数据进行计算的全过程） 在坐标纸上绘制流量~水头关系曲线Q=f(H。5) 绘制对应流量下的沿程压力分布曲线 绘制各施测断面的流速分布 绘制泄槽沿程水面线及各断面的水深分布 (4)实验结果分析、结论 水工建筑物 2012/9/18

六、实验报告的要求 实验报告应包括如下的内容： (1) 实验目的、内容、主要仪器设备 (2) 实验数据 (3) 计算数据（应有一组实验数据进行计算的全过程） 在坐标纸上绘制流量～水头关系曲线 ( ) 1.5 H0 Q = f 绘制对应流量下的沿程压力分布曲线 绘制各施测断面的流速分布 绘制泄槽沿程水面线及各断面的水深分布 (4)实验结果分析、结论 水工建筑物 2012/9/18