渡槽的水力计算
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第405页(1967字)
渡槽的水力计算主要是确定槽身断面尺寸及渡槽比降。渡槽中水流速度通常应略大于渠中流速(一般为1~2m/s)。槽中流速愈大,渡槽断面愈小,用料愈少。但增大流速,必须增大渡槽坡降,使渡槽出口处的底部高程降低,从而影响储水深度及泵站水头。此外,为防止下游冲刷,也必须妥当选定槽中流速。
(一)槽身断面的设计
1.当渡槽长度L≥(15~20)h时(h为槽内水深),槽身断面可按明渠均匀流公式计算
式中 Q——渡槽的过水流量(m3/s)
A——渡槽过水断面面积(m2)
C——谢才系数,常用满宁公式
n——糙率。对钢筋混凝土槽身,可取n=0.013~0.015;对砌石槽身,可取n≥0.017
R——水力半径(m)
i——渡槽比降
2.当渡槽长度L≤(15~20)h时,渡槽过水流量可按淹没宽顶堰公式计算:
式中 ε——收缩系数,常取为0.85~0.90之间,可采用0.90。
Φ——流速系数,常取为0.90~0.95之间,可采用0.95
b——渡槽宽度(m)
h——渡槽槽中水深(m)
Z0——进口水头损失(m)
g——重力加速度(9.81m/s2)
(二)水头损失与水面衔接计算
1.进口段水面降落 槽身水流按明渠均匀流计算时,进口水面降落值可按下式计算
式中 ⊿Z1——进口水面降落(m)
V1、V2——分别为上游渠道及槽内平均流速(m/s)
ξ——水头损失系数,见表2-7-13
表2-7-13ξ值
2.槽身断面降落 其降落值可按下式计算
⊿Z2=iL (m) (2-7-17)
式中 i——渡槽比降
L——渡槽长度(m)
3.出口水面回升 渡槽出口水面回升值⊿Z3与进口水面降落值⊿Z1有关,一般取⊿Z3≈⊿Z1。当下游渠道流速与槽内流速之比在~的范围内时,⊿Z3值可按表2-7-14采用。
表2-7-14 ⊿Z3与⊿Z1关系
4.通过渡槽的总水面降落 其降落值按下式计算
⊿Z=⊿Zl+⊿Z2-⊿Z3 (2-7-18)
⊿Z值应等于或小于渠系规划中要求的水头损失值。
5.渡槽进出口高程的确定 渡槽槽身进、出口底板高程▽2、▽3及出口下游渠底高程4,分别按下式计算
▽2=▽1+h1-⊿Z1-h2 (2-7-19)
▽3=▽2-⊿Z2 (2-7-20)
▽4=▽3+h2+⊿Z3-h3 (2-7-21)
式中 ▽l——进口上游渠底高程,其余符号见图(2-7-17)。
图2-7-17 渡槽水力计算简图