矩形薄壁堰贴壁流水力学特性的试验研究

摘要

一般的矩形薄壁堰，当堰上水头为一定高度时，过堰水流是正常的自由堰流。在实际应用中发现，当初始流量为小流量，流量平稳增加时，在一定的水头范围内过堰的水流是附贴堰壁下泄的，即贴壁流。本课题对矩形薄壁堰贴壁流的水力特性进行了大量的试验研究，通过试验研究发现：(1)贴壁流时的水面曲线与自由流的水面曲线差别很大，过堰后水流在堰顶的锐缘外侧微微向外凸起，之后紧贴堰壁下泄。(2)贴壁水头与流量之间存在着稳定的关系，经过数学拟合，贴壁流的流量公式为Q=0.022085bH1.55965。(3)贴壁流与自由流相比，堰上水头相同的情况下，贴壁流的流量比自由流的流量大20.8％～22.4％；流量相同的情况下，贴壁流的堰上水头比自由流的堰上水头平均低14％～16％。(4)贴壁流的堰上水头增大到一定程度，过堰水流在惯性力的作用下会脱壁形成自由流，其临界贴壁水头H贴临=4.99cm～5.05cm。本课题探讨了佛汝德数Fr、雷诺数Re、韦伯数We、欧拉数Eu与贴壁流之间的内在关系。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容和方法

第二章矩形薄壁堰贴壁流试验研究

2.1试验设计

2.2矩形薄壁堰贴壁流现象的试验观测

2.3贴壁流时水面曲线的试验观测

2.4贴壁水流厚度及堰上流速的试验观测

2.5贴壁流时水头H贴与流量Q的关系试验

第三章试验成果分析

3.1贴壁流与自由流时水头与流量关系的比较

3.2贴壁流时流量公式的推导

3.3水流贴壁的原因分析

3.4影响贴壁流水头大小的因素

3.5贴壁流情况下的几个重要的水力学参数

第四章结论与建议

4.1结论

4.2建议

主要参考文献

致谢

作者简历