本文關(guān)鍵詞：半圓柱形量水槽試驗研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)前水資源短缺、水土配置失衡、農(nóng)田灌溉水利用率不高的嚴(yán)峻形勢下,水資源的高效利用具有重要戰(zhàn)略地位和作用。因此提高灌區(qū)渠道量水技術(shù)成為必要。U形渠道是中國首創(chuàng)的渠道斷面形式。因其具有輸水能力強(qiáng)、接近于最佳水力斷面、水力條件優(yōu)越、不易淤積、抗凍脹性好等優(yōu)點,所以得到普遍運用,研發(fā)U形渠道上量水設(shè)備成為一種趨勢。國內(nèi)學(xué)者和專家對量水槽進(jìn)行了大量研究,并研制出多種量水槽,但或多或少存在一些不足。本文對D40和D60兩種規(guī)格渠道半圓柱形量水槽分別采用4種收縮比進(jìn)行模型試驗,并對試驗所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,試驗結(jié)果表明:(1)依據(jù)文丘里型量水槽量測原理,利用能量方程及臨界流方程,推導(dǎo)出了U形渠道半圓柱形量水槽測流理論公式,該式物理量明確,其流量系數(shù)的經(jīng)驗公式可由實驗數(shù)據(jù)求得。(2)臨界水深、上游水頭與上游水深均呈現(xiàn)極好的線性關(guān)系,上游水深與實測流量也呈現(xiàn)良好的冪函數(shù)關(guān)系。根據(jù)量綱和諧原理,推出了量水槽相對臨界水深與量水槽上游相對水深顯函數(shù)關(guān)系式,擬合出了具有量綱和諧性的半圓柱形量水槽流量公式,該式相關(guān)系數(shù)0.9984,簡便實用,測流精度高,平均絕對誤差為2.72%,滿足灌區(qū)量水設(shè)備測流規(guī)范要求。(3)量水槽上游佛汝德數(shù)Fr(27)0.45,滿足明渠規(guī)范要求。相同收縮比情況下與流量呈反比關(guān)系,即隨流量的增加而減小,且與收縮比有關(guān),收縮比愈大,Fr也較大。由于U形渠道的過水?dāng)嗝婷娣e并非水深的線性函數(shù),佛汝德數(shù)Fr與流量有關(guān),隨流量的增大而減小,但線性關(guān)系不是很明顯。(4)U形渠道半圓柱形量水槽臨界淹沒度范圍0.8至0.93,均值為0.85,最高值為0.93。因此有較大的自由出流范圍,不易造成淹沒出流,保證了流量量測的精確性。(5)壅水高度隨流量的增大而增大,隨收縮比增大而減小,因此在實際應(yīng)用過程中應(yīng)選擇較大收縮比量水槽。但不宜過大,否則會影響測流精度。半圓柱形量水槽造成的局部水頭損失較小,且隨流量的增大而增大,隨收縮比的增大而減小,占上游水頭比值較小。(6)通過對兩種規(guī)格U形渠道的半圓柱形量水槽進(jìn)行試驗,綜合分析半圓柱形量水槽水力性能指標(biāo),得出了U形渠道半圓柱形量水槽適宜的收縮比為0.48~0.59。(7)給出了半圓柱形量水槽的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計中量水槽半圓柱半徑的迭代公式與曲面計算公式,為半圓柱形量水槽模板制作工藝提供了理論基礎(chǔ),為半圓柱形量水槽在田間實際運用奠定了基礎(chǔ)。U形渠道半圓柱形量水槽具有流量公式簡便、便于群眾掌握、水力性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、模板制作簡單等優(yōu)點,因此,半圓柱形量水槽具有在灌區(qū)推廣的價值。
【關(guān)鍵詞】：U形渠道 半圓柱形量水槽 量綱分析法 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV131.6
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 灌區(qū)量水的特點12-13
• 1.2 灌區(qū)常用的量水方法13-14
• 1.3 量水槽研究發(fā)展與現(xiàn)狀14-22
• 1.3.1 量水槽的特點14
• 1.3.2 國外量水槽研究發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 國內(nèi)量水槽研究發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.4 U形渠道簡介16-17
• 1.3.5 幾種常用的渠道量水槽簡介17-22
• 1.4 存在的問題22-23
• 1.5 半圓柱形量水槽研究進(jìn)展23
• 1.6 本文研究的目的和內(nèi)容23-24
• 1.7 本章小結(jié)24-25
• 第二章 U形渠道半圓柱形量水槽的試驗設(shè)計25-29
• 2.1 試驗?zāi)康呐c內(nèi)容25
• 2.2 試驗系統(tǒng)概述25-26
• 2.3 試驗方案設(shè)計26-27
• 2.4 試驗方法和步驟27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 U形渠道半圓柱形量水槽測流理論分析29-36
• 3.1 半圓柱形量水槽的測流原理29
• 3.2 U形渠道過水?dāng)嗝嫠τ嬎?/span>29-31
• 3.2.1 U形渠道斷面參數(shù)29
• 3.2.2U形渠道斷面面積計算29-30
• 3.2.3 U形渠道過水?dāng)嗝婷娣e計算30
• 3.2.4 半圓柱形量水槽喉口斷面面積計算30-31
• 3.2.5 半圓柱形量水槽喉口過流斷面面積計算31
• 3.3 半圓柱形量水槽臨界水深計算31-32
• 3.4 半圓柱形量水槽基本流量公式推求32-34
• 3.5 量綱分析與建立34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 量水槽的試驗研究與性能分析36-51
• 4.1 水位—流量關(guān)系36-39
• 4.1.1 臨界水深與上游水深36-37
• 4.1.2 上游水深與上游水頭37-38
• 4.1.3 上游水深與流量的關(guān)系38-39
• 4.2 流量公式的建立39-40
• 4.3 測流精度分析40-44
• 4.4 量水槽上游佛汝德數(shù)44-45
• 4.5 臨界淹沒度45-46
• 4.6 壅水高度46-47
• 4.7 水頭損失47-50
• 4.8 本章小結(jié)50-51
• 第五章 半圓柱形量水槽標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和制作工藝研究51-55
• 5.1 量水槽收縮比選擇51
• 5.2 量水槽半圓柱半徑的確定51-52
• 5.3 半圓柱形量水槽曲面面積計算52-53
• 5.4 制作材料的選擇53-54
• 5.5 量水槽模具設(shè)計54
• 5.6 量水槽的安裝54-55
• 第六章 結(jié)論與研究展望55-57
• 6.1 結(jié)論55-56
• 6.2 創(chuàng)新與不足之處56
• 6.3 研究展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60-61
• 作者簡介61

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 吳高巍,周子奎;柱形量水槽的研制及應(yīng)用[J];灌溉排水;1991年03期

2 何長輝;標(biāo)準(zhǔn)量水槽的誤差估計[J];水文;1995年05期

3 何武全;王玉寶;蔡明科;;U形渠道圓柱體量水槽研究[J];水利學(xué)報;2006年05期

4 劉鴻濤;趙瑞娟;黃金林;張麗;;機(jī)翼柱形量水槽模型試驗研究[J];中國農(nóng)村水利水電;2014年06期

5 呂宏興;蘇星;徐宏偉;;機(jī)翼形量水槽流量自動監(jiān)測系統(tǒng)及應(yīng)用[J];人民長江;2009年13期

6 馮民權(quán)，劉紅;明渠量水槽的水力學(xué)分析[J];黑龍江水專學(xué)報;1994年03期

7 陳澤恩;明渠測流及量水槽精度的鑒定[J];農(nóng)田水利與小水電;1995年09期

8 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蘇華英;戴光清;楊慶;王海云;;V形直壁式量水槽在矩形渠道中的應(yīng)用研究[A];第二屆全國水力學(xué)與水利信息學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

2 于國豐;趙鳳偉;姜英震;王海兵;;梯形渠道移動式弧形量水槽的試驗研究[A];中國水利學(xué)會2008學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 本報記者 秦延安;陜西:“U形渠道量水槽工藝改進(jìn)及推廣項目”通過驗收[N];中國水利報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 潘志寶;機(jī)翼形量水槽水力特性試驗與數(shù)值模擬研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2009年

2 蔡勇;灌區(qū)新型量水槽結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化及測流計算方法研究[D];河海大學(xué);2005年

3 孫斌;機(jī)翼形量水槽測流機(jī)理與體形優(yōu)化研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戚玉彬;矩形渠道機(jī)翼形量水槽試驗研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

2 劉鴻濤;機(jī)翼形量水槽應(yīng)用研究與設(shè)計[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

3 于佳;機(jī)翼形量水槽標(biāo)準(zhǔn)化試驗研究與數(shù)值模擬[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

4 鐘新銘;弧底梯形渠道無喉道量水槽數(shù)值模擬研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

5 蔣沛;U形渠道半圓柱形量水槽試驗與數(shù)值模擬[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

6 肖苡弨;田間便攜式短喉道量水槽水力性能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

7 楊s顂，

本文編號：498624