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明渠流量计的三角堰槽部分的设计

发布时间:2019-09-20 09:37人气:
一、三角堰槽的设计

三角堰属堰槽类量水仪器,亦是目前试验室测定流量最精密的常规仪器之一。目前,三角堰因结构简单、制作方便,特适合小流量的测量。

为了提高测量精度,三角堰设计时必须注意以下3个要点:

(1)设计三角堰槽时,三角形出水口必须位于堰槽出水口的正中心,确保径流不出现偏流现象。

(2)径流以自由流状态通过三角堰槽,平稳地流过三角形出水口,标准是“水面几乎平整,没有浪花”。

(3)三角堰槽具有良好的致密性,不能漏水,使径流全部从三角口流出。

二、三角堰槽的测流量原理

一般的量水工具,液位高度与流量大小之间没有固定的函数关系。由于同样的水深,流量大小受渠道的坡度、表面粗糙度、横截面积等因素的影响。但将渠道出水口设计为三角形,则堰槽内流量越大,液位越高;流量越小,液位越低,如下图所示。因此,通过测量三角堰槽内的液位高度,依据三角堰槽的液位-流量关系,计算出流量大小。



三角堰槽设计完毕后,只需测出液位高度值,根据液位-流量的关系即可测出流量大小。通常水工模型中的三角形量水堰的流量计算公式为下式所示:



该式提出的是一个通用流量公式,其测量精度受渠道的横截面积、坡度、表面粗糙度等因素的影响。因此,流量系数C值将随着堰高、堰宽和液位高度的变化而变化。为了能准确地测量流量,必须测定出流量系数C值,而流量系数C值是无法直接得到的,必须通过大量的人工标定试验而获得。

三、三角堰槽的基本尺寸

通过研究前人的工作,可知三角堰槽基本尺寸如下图所示,通过测出三角堰槽内径流高度h值,结合上式公式即可测出瞬时流量值,利用径流流经三角堰槽的时间即可计算出流量值。




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