調(diào)制實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)報(bào)告
調(diào)制實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)報(bào)告
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1. 觀察實(shí)用剖面堰和寬頂堰上的水流現(xiàn)象，并觀察下游水位對(duì)水躍的影響。 2. 測(cè)定非淹沒(méi)寬頂堰和實(shí)用剖面堰的流量系數(shù)m值，并與經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行比較。 3．測(cè)定躍后斷面的流速分布，求得躍后斷面的平均流速。
二、實(shí)驗(yàn)類型
綜合型
三、實(shí)驗(yàn)儀器
實(shí)驗(yàn)在玻璃水槽中進(jìn)行，如圖所示。水槽長(zhǎng)2.8m、寬b為0.15m、高0.3m；槽中安裝WES標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用剖面堰，堰高P=15cm，設(shè)計(jì)水頭Hd=5cm，設(shè)計(jì)水頭流量系數(shù)md=0.502。槽中還可安裝寬頂堰，堰高P=8cm，堰頂δ=40cm，直角和圓角進(jìn)口各一套。水槽下游裝有三角堰，用來(lái)測(cè)定水槽流量Q，槽尾設(shè)尾門(mén)以控制下游水位，用活動(dòng)測(cè)針沿軌道移動(dòng)以量測(cè)上下游水位。
四、實(shí)驗(yàn)原理
（一）堰的分類：根據(jù)堰墻厚度或頂長(zhǎng)與堰上水頭H
的比值不同而分成三種：薄壁堰
；實(shí)用剖面堰
；寬頂堰
。
（二）堰的流量公式 對(duì)圖中兩種堰流情況的1-1與C-C斷面寫(xiě)能量方程，可得收縮斷面流速表示式為：
式中：為流速系數(shù)；hc為收縮斷面C-C處水深。
為堰上總水頭，H為堰上水頭，v為上游趨近流速；
經(jīng)過(guò)適當(dāng)假設(shè)與簡(jiǎn)化，得堰流流量公式：
式中：b為堰寬（即槽寬），b=15cm，m為堰流的流量系數(shù)。
（三）堰的流量系數(shù)公式
1. 實(shí)用高堰流量系數(shù) 當(dāng)P/Hd>1.33為高堰。WES標(biāo)準(zhǔn)剖面堰的流量系數(shù)公式為：
式中：Hd為堰的設(shè)計(jì)水頭，md為H0=Hd時(shí)的設(shè)計(jì)水頭流量系數(shù)。2. 寬頂堰流量系數(shù)
（1）直角前沿進(jìn)口寬頂堰，計(jì)算m的公式為：
（2）圓角前沿進(jìn)口寬頂堰，計(jì)算m的公式為：
上二式中的P為寬頂堰高度；H為堰頂以上水頭。
五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求
（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1. 記錄有關(guān)常數(shù)，如堰寬b、堰高P、設(shè)計(jì)水頭Hd等，記錄測(cè)針在堰頂、槽底處的零點(diǎn)讀
數(shù)。
2. 進(jìn)水節(jié)門(mén)置于增大開(kāi)度，開(kāi)動(dòng)水泵，調(diào)節(jié)尾門(mén)，使堰后水躍呈遠(yuǎn)驅(qū)形態(tài)，仔細(xì)觀察堰流
現(xiàn)象。用測(cè)針細(xì)致量測(cè)三角堰上游水面讀數(shù)，根據(jù)三角堰流量計(jì)算關(guān)系式，得出實(shí)驗(yàn)流量Q值。
3. 用測(cè)針細(xì)致量測(cè)實(shí)用堰（或?qū)掜斞撸┭唔敻叱毯脱呱嫌嗡孀x數(shù)，從而計(jì)算堰上水頭H
值，應(yīng)多測(cè)幾次，以取平均值。以上實(shí)驗(yàn)應(yīng)改變流量5-6次，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 4. 將皮托管置于躍后斷面中，抽取皮托管內(nèi)的空氣，量測(cè)躍后斷面流速的分布；用測(cè)針量
測(cè)躍后斷面的槽底和水面讀數(shù)。
（二）實(shí)驗(yàn)要求
1．根據(jù)測(cè)得流量Q和堰上水頭H等值，計(jì)算實(shí)用剖面堰或?qū)掜斞叩牧髁肯禂?shù)m值，并與相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值作分析比較。
2．根據(jù)不同流量下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在方格紙上繪制WES實(shí)用堰的m～H0/Hd關(guān)系曲線，或者繪制寬頂堰m～H關(guān)系曲線，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的流量系數(shù)m值也畫(huà)到圖上，分析流量變化對(duì)流量系數(shù)m的影響，探討其變化規(guī)律。
3．在方格紙上繪制躍后斷面流速分布的h～u關(guān)系曲線，根據(jù)流速分布曲線，積分求得其平均流速；利用測(cè)得流量和躍后斷面的面積，求得其平均流速，對(duì)二者作分析比較。
六、注意事項(xiàng)
1. 量測(cè)實(shí)用堰上游水位斷面1-1，一般應(yīng)在距離堰的前沿約（3～5）H處，可免除溢流水面自由降落的影響。對(duì)寬頂堰也應(yīng)如此。
2. 量測(cè)躍后斷面流速分布時(shí)，應(yīng)保持水躍位置基本穩(wěn)定。
七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析
1.由三角堰流計(jì)算關(guān)系式，即Q=C0*H5/2,C0=1.4,求得各實(shí)驗(yàn)流量Q
2.用測(cè)針細(xì)致量測(cè)寬頂堰堰頂高程和堰上游水面讀數(shù)，從而計(jì)算堰上水頭H
由各流量Q和對(duì)應(yīng)的堰前水深計(jì)算寬頂堰的流量系數(shù)m，并與相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式作比較
其中計(jì)算公式為；經(jīng)驗(yàn)公式
分析：流量系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值比經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算值大，主要是因?yàn)镠0的值包括行進(jìn)水頭，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中行進(jìn)流速還比較大，計(jì)算時(shí)沒(méi)有考慮。
用matlab分別作出m1（實(shí)驗(yàn)值）與流量和m2（經(jīng)驗(yàn)值）與堰前水深H的關(guān)系曲線，如下圖：
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