翼型雨水口箅子的水动力特性及泄流能力研究

摘要

为提高雨水口的泄流能力，将工程上常用的标准型（国标）雨水口箅子的矩形断面格条改进为具有流线形结构的翼型断面格条。采用物理模型试验，选取弗劳德数Fr为相似准数，试验箅子与工程原型箅子为1∶1的几何比尺，通过设置渠道纵坡和导流板来改变水流入箅的水动力学条件。主要对格条迎水倾角为30°、45°、60°和75°的4种翼型箅子截流纵坡向来水工况进行了泄流试验，并选用标准型箅子和格条断面为圆形的圆柱型箅子进行对照试验，分析研究了箅子泄流的水动力特性及泄流能力:
　　1)翼型箅子泄流时，箅前水动力特性与标准型和圆柱型箅子无明显差别，基本相同。箅子表面的水流流动具有相似性，主要由连续流区、泄流边界层和破碎流区三部分构成。翼型箅子能够在较大的流量范围内箅面保持以连续水舌流泄流，其中以30°和45°翼型箅子箅面保持全程连续流的泄流量最大。
　　2)箅子的最大泄流量受入箅水流的水动力条件影响较大，较大的入流水深和较小的Fr数利于箅子泄流。箅子格条间隙泄流可近似采用孔口出流计算。30°和45°翼型箅子的平均流量系数最大，相应地其泄流能力也最大。而标准型箅子的平均流量系数最小。
　　3)探讨了箅面水舌长度的计算分析方法，构建了水舌长度L和入箅来水Fr数、箅子泄流流量系数μ和来水量Q之间的函数关系。分析水舌长度的影响因素表明，水舌长度L受来水量Q和Fr数影响较大，而箅子泄流流量系数μ的影响最小。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 课题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 主要研究目的、内容与技术路线

1．3．1 研究目的与内容

1．3．2 技术路线

第2章 雨水口工作基本原理

2．1 雨水口的类型与构造

2．1．1 雨水口的类型

2．1．2 雨水口的构造

2．2 路面径流形成及汇流过程

2．2．1 路面径流形成

2．3．2 道路汇流特性

2．3 雨水口箅子的泄流过程

2．3．1 标准型雨水口箅子泄流过程

2．3．2 翼型雨水口箅子泄流过程

2．3．3 雨水口泄流能力

2．4 本章小结

第3章 试验模型设计

3．1 模型设计比尺

3．1．1 相似准数及比尺

3．1．2 模型设计运行工况

3．2 泄流试验模型设计

3．2．1 试验箅子

3．2．2 模型设计

3．2．3 试验装置

3．2．4 试验方法

3．3 试验运行调试

3．3．1 流量测试校核分析

3．3．2 渠道粗糙系数

3．3．3 渠道汇流流态

3．4 本章小结

第4章 翼型雨水口箅子泄流特征分析

4．1 入流断面水动力特性

4．1．1 箅前水深

4．1．2 弗劳德数

4．2 箅面水流流动的相似性

4．3 箅面水流流动结构特征

4．3．1 连续水舌流

4．3．2 破碎水舌流

4．4 本章小结

第5章 翼型雨水口箅子的泄流能力及箅面水舌流长度计算

5．1 箅子的最大泄流量

5．2 箅子泄流流量系数

5．3 箅面水舌长度计算

5．3．1 计算方法探讨

5．3．2 水舌长度影响因素分析

5．4 工程应用的初步设计与效益

5．4．1 初步设计

5．4．2 效益分析

5．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果