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宽顶堰计算器
宽顶堰计算器帮助您确定明渠流中堰上游的流量。堰是安装在河流或水库、湖泊和池塘出口上的屏障,用于控制水流和水位高度。它也被称为低水位坝,有助于防洪、监测水位、进行流量分析和测量河流的体积流量。
根据屏障的几何形状,堰有不同的类型,如尖顶堰、宽顶堰、窄顶堰和奥吉形堰。此外,您还可以根据开口的形状对堰进行分类,即矩形、三角形和梯形。
该计算器和相关文章专注于宽顶堰的计算。继续阅读以了解宽顶堰方程以及如何进行堰流计算。您还可以使用我们的管道流量计算器了解管道中的流动。
什么是宽顶堰?
当堰顶上方的上游水头在堰顶长度的5%到50%之间时,堰表现为宽顶堰。宽堰的这种定义取决于上游水头,因为如果接近水头很大,厚堰可能变成尖顶堰。
宽顶堰通常为矩形形状,最适合较大的流量。水沿着结构表面流动,在越过堰后像瀑布一样流动。您可以使用我们的流量计算器了解更多关于流量的信息。
宽顶堰方程
堰流量是排放系数(C)、上游水头(H)和堰长度(L)的函数。该方程还取决于横截面轮廓。计算流量(Q)的宽顶堰方程为:
在这种情况下,宽顶堰系数(C)取决于重力加速度,如下所示:
其中Q是流量,C是流量系数,L是堰长度,H是上游水头高度,g是重力加速度。
使用宽顶堰计算器
让我们确定一个2米长的堰和0.5米上游水头的流量。
要计算堰流量:
计算步骤:
1. 输入堰顶上方的水流高度,H = 0.5 m
2. 填入堰长度,L = 2 m
3. 使用重力加速度为 9.8067 m²/s
4. 宽顶堰的系数为:C = 1.705 × √9.8067 = 5.33
因此,流量 Q = 5.33 × 2 × 0.5^1.5 = 3.77 m³/s。
宽顶堰的工作原理
宽顶堰是用于控制水流的宽屏障。它通常安装在水库、池塘和湖泊的开口处,以防洪、进行流量分析和稳定水流。
流过宽顶堰的水由于摩擦而减速,因为它连续地沿着结构表面流动。水流过堰顶,重力接管,使流动变成超临界。流动加速并变得更薄,水像瀑布一样流动。
堰的类型和应用
堰根据屏障的几何形状有不同的类型,如尖顶堰、宽顶堰、窄顶堰和奥吉形堰。每种类型都有其特定的应用场景和计算方法。
宽顶堰特别适用于较大的流量测量,因为它们提供了稳定的流动条件和准确的流量测量。它们广泛应用于水利工程、灌溉系统和环境监测中。
在设计堰时,重要的是要考虑上游水头与堰顶长度的比值,以确保堰按预期的类型运行。对于宽顶堰,这个比值应该在5%到50%之间。
堰不仅用于流量测量,还用于防洪控制、水位调节和水资源管理。它们是现代水利工程中不可或缺的组成部分。
常见问题
如何计算宽顶堰上的流量?
要计算宽顶堰上的流量:
1. 找到上游水头并将其提高到1.5次方。
2. 将结果乘以排放系数。
3. 将乘积与堰的长度相乘以获得流量。
0.75米高的水流通过5米长的宽顶堰的流量是多少?
0.75米高的水流通过5米长堰的流量是5.54 m³/s。考虑排放系数为1.705 m^0.5 s^-1,流量Q变为 Q = 1.705 × 5 × 0.75^1.5 = 5.54 m³/s。
宽顶堰如何工作?
宽顶堰是用于控制水流的宽屏障。它通常安装在水库、池塘和湖泊的开口处,以防洪、进行流量分析和稳定水流。流过宽顶堰的水由于摩擦而减速,因为它连续地沿着结构表面流动。水流过堰顶,重力接管,使流动变成超临界。流动加速并变得更薄,水像瀑布一样流动。
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
---|---|---|---|---|
gravityUnit | string | m/s² | 否 | 重力加速度的测量单位 |
weirLengthUnit | string | m | 否 | 堰长的测量单位 |
streamHeightUnit | string | m | 否 | 堰顶上游水头高度的测量单位 |
weirLength | number | 2.0 | 否 | 宽顶堰的长度 |
gravity | number | 9.8067 | 否 | 重力加速度值,用于计算流量系数 |
dischargeUnit | string | m³/s | 否 | 计算结果流量的单位 |
streamHeight | number | 0.5 | 否 | 水流在堰顶上方的高度 |
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
---|---|---|---|
discharge | number | 通过宽顶堰的流量 | |
dischargeUnit | string | 流量的测量单位 | |
coefficient | number | 宽顶堰的流量系数 | |
coefficientUnit | string | 流量系数的单位 |
错误码 | 错误信息 | 描述 |
---|---|---|
FP00000 | 成功 | |
FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例