調(diào)制實驗測評報告

時間：2024-07-01 01:06:28

調(diào)制實驗測評報告

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調(diào)制實驗測評報告

　　一、實驗?zāi)康?/strong>

　　1. 觀察實用剖面堰和寬頂堰上的水流現(xiàn)象，并觀察下游水位對水躍的影響。 2. 測定非淹沒寬頂堰和實用剖面堰的流量系數(shù)m值，并與經(jīng)驗值進(jìn)行比較。 3．測定躍后斷面的流速分布，求得躍后斷面的平均流速。

　　二、實驗類型

　　綜合型

　　三、實驗儀器

　　實驗在玻璃水槽中進(jìn)行，如圖所示。水槽長2.8m、寬b為0.15m、高0.3m；槽中安裝WES標(biāo)準(zhǔn)實用剖面堰，堰高P=15cm，設(shè)計水頭Hd=5cm，設(shè)計水頭流量系數(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，用來測定水槽流量Q，槽尾設(shè)尾門以控制下游水位，用活動測針沿軌道移動以量測上下游水位。

　　四、實驗原理

　�。ㄒ唬┭叩姆诸悾焊鶕�(jù)堰墻厚度或頂長與堰上水頭H

　　的比值不同而分成三種：薄壁堰

　　；實用剖面堰

　��；寬頂堰

　　。

　�。ǘ┭叩牧髁抗� 對圖中兩種堰流情況的1-1與C-C斷面寫能量方程，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)過適當(dāng)假設(shè)與簡化，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)。

　�。ㄈ┭叩牧髁肯禂�(shù)公式

　　1. 實用高堰流量系數(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)計水頭，md為H0=Hd時的設(shè)計水頭流量系數(shù)。2. 寬頂堰流量系數(shù)

　�。�1）直角前沿進(jìn)口寬頂堰，計算m的公式為：

　�。�2）圓角前沿進(jìn)口寬頂堰，計算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、實驗內(nèi)容和要求

　�。ㄒ唬⿲嶒瀮�(nèi)容

　　1. 記錄有關(guān)常數(shù)，如堰寬b、堰高P、設(shè)計水頭Hd等，記錄測針在堰頂、槽底處的零點讀

　　數(shù)。

　　2. 進(jìn)水節(jié)門置于增大開度，開動水泵，調(diào)節(jié)尾門，使堰后水躍呈遠(yuǎn)驅(qū)形態(tài)，仔細(xì)觀察堰流

　　現(xiàn)象。用測針細(xì)致量測三角堰上游水面讀數(shù)，根據(jù)三角堰流量計算關(guān)系式，得出實驗流量Q值。

　　3. 用測針細(xì)致量測實用堰（或?qū)掜斞撸┭唔敻叱毯脱呱嫌嗡孀x數(shù)，從而計算堰上水頭H

　　值，應(yīng)多測幾次，以取平均值。以上實驗應(yīng)改變流量5-6次，重復(fù)進(jìn)行實驗。 4. 將皮托管置于躍后斷面中，抽取皮托管內(nèi)的空氣，量測躍后斷面流速的分布；用測針量

　　測躍后斷面的槽底和水面讀數(shù)。

　　（二）實驗要求

　　1．根據(jù)測得流量Q和堰上水頭H等值，計算實用剖面堰或?qū)掜斞叩牧髁肯禂?shù)m值，并與相應(yīng)的經(jīng)驗公式計算值作分析比較。

　　2．根據(jù)不同流量下的實驗結(jié)果，在方格紙上繪制WES實用堰的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)驗公式計算的流量系數(shù)m值也畫到圖上，分析流量變化對流量系數(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；利用測得流量和躍后斷面的面積，求得其平均流速，對二者作分析比較。

　　六、注意事項

　　1. 量測實用堰上游水位斷面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。對寬頂堰也應(yīng)如此。

　　2. 量測躍后斷面流速分布時，應(yīng)保持水躍位置基本穩(wěn)定。

　　七、實驗數(shù)據(jù)處理與分析

　　1.由三角堰流計算關(guān)系式，即Q=C0*H5/2,C0=1.4,求得各實驗流量Q

　　2.用測針細(xì)致量測寬頂堰堰頂高程和堰上游水面讀數(shù)，從而計算堰上水頭H

　　由各流量Q和對應(yīng)的堰前水深計算寬頂堰的流量系數(shù)m，并與相應(yīng)的經(jīng)驗公式作比較

　　其中計算公式為；經(jīng)驗公式

　　分析：流量系數(shù)的實驗值比經(jīng)驗公式的計算值大，主要是因為H0的值包括行進(jìn)水頭，而且實驗過程中行進(jìn)流速還比較大，計算時沒有考慮。

　　用matlab分別作出m1（實驗值）與流量和m2（經(jīng)驗值）與堰前水深H的關(guān)系曲線，如下圖：

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