梯形喉口无喉道量水槽设计及其水力性能模拟与试验

• 作者: 冉聃颉 王文娥 胡笑涛
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 渠道 数值模拟 流量 梯形喉口量水槽 流速分布 水头损失
• 年，卷（期）: 2017,（15）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 177-183
• 页数: 7页
• 分类号: S274.4
• 字数: 6816字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.15.023

摘要

为了解决灌区普遍存在的通过增大水头损失来提高测流精度的问题,该文提出了一种具有梯形喉口的无喉道量水槽,并给出了量水槽参数与渠道尺寸的比例关系.该文在原型试验基础上,通过Flow-3D软件对过槽水流进行了数值模拟,分析了测流过程中水流流态、纵向时均流速分布、水头损失、湍动耗散沿程变化以及测流精度.研究结果表明:纵向时均流速分布和水流流态的模拟值与实测值最大相对误差均不超过10%,其模拟结果与实测结果较为吻和;基于临界流原理和能量守恒推出的水位流量关系式,进一步回归分析得到测流公式,其计算值与实测值最大相对误差为9.21%,满足量水精度要求;水头损失随着流量增大而增大,当流量大于45 L/s时,增大趋势明显变缓;最大水头损失不超过上游总水头10%,相比长喉道、巴歇尔、抛物线形量水槽水头损失较小.该研究可为灌区渠道量水设施设计提供参考.