輸引水渠道橫斷面設(shè)計水深測試及計算綜合性實驗
- 發(fā)布者：信 息 資 訊 發(fā)表時間:2020-01-03
- 一． 輸引水渠道橫斷面設(shè)計水深測試及計算綜合性實驗的實驗?zāi)康模?/strong>
1. 利用已建試驗?zāi)Ｐ?，通過實驗的操作及對所測實驗數(shù)據(jù)的研究、分析和計算，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的學(xué)生對多學(xué)科知識如《灌溉排水工程學(xué)》、《水力學(xué)》和《水工建筑物》等課程的綜合運用能力，及“嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致”的科學(xué)研究作風(fēng)，提高學(xué)生的綜合動手、工程設(shè)計和計算能力，為今后出去工作打下良好的基礎(chǔ)。
2. 溫故《水力學(xué)》相似理論及堰流知識。
3. 學(xué)會測針使用方法及量水堰測流技術(shù)。
4. 通過對輸水渠道在不同流量（加大、設(shè)計及最?。┣闆r下不同水深（加大、設(shè)計及最?。┑臏y試，加深對渠道橫斷面設(shè)計原理的影響。
5. 熟練運用明渠均勻流公式。利用測試數(shù)據(jù)和渠道的其他已知設(shè)計參數(shù)（如流量Q，底寬b，邊坡系數(shù)m，糙率n和比降i等）對輸引水渠道進(jìn)行設(shè)計、校核。
二． 實驗項目簡介：
本實驗主要由水源、進(jìn)水池、90°三角形量水堰、靜水池、輸水渠道（全長590m）及退水渠等組成。選取樁號0+467～0+530較為平直的渠段作為渠道測試段。
渠道測試段基本參數(shù)如下：梯形斷面、漿砌石襯砌、渠深5m、渠底寬度b=8m、邊坡系數(shù)m=2、糙率n=0.025、渠底比降i=1/290。本實驗試放流量選取原建設(shè)項目二期工程的加大流量163.0m3/s、設(shè)計流量141.0m3/s及最小流量56.4m3/s，共三個流量。
三．實驗操作規(guī)程：
1．了解本實驗的基本情況（工程布置、試驗內(nèi)容及量測設(shè)備等）。
2．做好實驗前的準(zhǔn)備工作，利用水力學(xué)的相似理論知識，計算出試驗?zāi)Ｐ偷挠嘘P(guān)比尺、相應(yīng)的模型流量值和測針讀數(shù)值。
3．根據(jù)堰流公式計算繪制量水堰水頭H – 流量Q關(guān)系曲線及學(xué)會測針使用方法。
4．依次試放三個不同的設(shè)計流量（可由大到小）。開水泵，緩慢啟動閘門調(diào)節(jié)至所需測試流量。
5．待流量穩(wěn)定后，量測不同流量情況下樁號0+467～0+530渠段間的設(shè)計水深，將實測數(shù)據(jù)記入測試表格。
四．實驗內(nèi)容整理：
1 根據(jù)《水力學(xué)》相似理論，模型按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計，本實驗項目模型比尺主要選擇為：幾何比尺λL；流量比尺λQ =λL2.5。
2 堰流公式采用南京水利科學(xué)研究院標(biāo)準(zhǔn)地秤校正后的擬合經(jīng)驗公式：
①
式中 Q ----- 流量（m3/s）；
H ----- 堰口水頭(m)。
3 利用模型幾何比尺將所測水深值換算成實際水深值（h）。
4．根據(jù)已知的輸引水渠道橫斷面設(shè)計參數(shù)(Q，b，m，n，i等)及換算的實際水深值h，利用明渠均勻流公式
對原流量進(jìn)行校核計算。
明渠均勻流公式是個高階隱函數(shù)方程，含有渠道底寬b和水深h兩個未知數(shù)，不能直接求解。在實際設(shè)計中，常采用試算或圖解法求解。該公式表述如下：
②
式中 Q ----- 渠道設(shè)計流量（m3/s）；
A ----- 渠道過水?dāng)嗝婷娣e（m2），梯形斷面渠道，
；
R ----- 水力半徑（m），
，式中x為濕周，
；
C ----- 謝才(Chezy)系數(shù)（m0.5/s），采用曼寧(Manning)公式
進(jìn)行計算，式中n為渠道糙率；
i ----- 渠底比降。
5．計算不同設(shè)計流量情況下的設(shè)計水深值（或試放流量值），與實測水深值（或?qū)崪y計算流量值）相比較，分析數(shù)據(jù)成果，進(jìn)行誤差分析。
6．應(yīng)利用計算機(jī)技術(shù)編程計算或列表計算。
7．繪制輸引水渠道橫斷面圖。
8．及時編寫實驗報告，要求文、圖、表并茂。
五．實驗報告內(nèi)容：
1．實驗?zāi)康模?br /> 2．實驗設(shè)備；
3．實驗內(nèi)容（實驗數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)等）；
4．成果及分析（圖、表等）；
5．實驗建議與心得。
六．參考表格（實驗數(shù)據(jù)記錄計算表）與儀器設(shè)備表：
表1 輸引水渠道設(shè)計水深測試計算表
表2 輸引水渠道設(shè)計流量測試計算表項目 1 2 3 模型水深（m） 實際水深(m) 備注 測試人員： 測試日期：
表3 渠道實驗儀器設(shè)備表項目 1 2 3 測針讀數(shù)(cm) 模型流量(L/s) 實際流量(m3/s) 備注 測試人員： 測試日期：
儀器設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 用途 水泵 離心式 1臺 加壓 量水堰 90° 1個 測流量 測針 40cm 1個 測流量 渠道模型 自制(590m) 1套 輸水及觀測 鋼板尺 20cm 1把 測水深
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