论文摘要
断面设计是渠道设计的重要内容之一,适宜的渠道断面不仅能够增加过流能力,提高输水效率,减小输水损失,还能降低建造成本。该文提出了一种具有平底和悬链线形侧边的明渠断面。这种断面将平底和悬链线侧边平滑连接,既具有平底断面建造容易、灵活,管护方便,底部容易压实,侧边和平底可以用不同材料建造(以降低成本)等优点,也具有悬链线形断面过流能力大、无应力集中拐角、不宜渗漏、防冻胀能力强,耐久性好等优点,可广泛应用于大、中、小型渠道及寒区,具有良好的实用价值。推导了过流面积、湿周、水面宽度等水力断面特性计算公式。提出了一个更简单的正常水深的迭代算法。基于拉格朗日乘子法,推导出了平底悬链线形明渠的水力最优断面,结果表明其水力最优断面的底宽与水深比、水面宽与水深比、底宽与形状系数比、水面宽度与形状系数比、形状系数与水深比均为常数:宽深比等于0.405,形状系数与水深比等于0.474,水面宽与水深的比值为2.112,底宽与形状系数的比值为0.855。与现有平底断面(梯形、平底抛物线形、平底半立方抛物线形)进行了比较,结果表明,在过流面积或湿周一定的情况下,平底悬链线形断面的过流能力最大,相反,在流量一定的情况下,平底悬链线形断面的过流面积、湿周、水面宽度是最小的。与传统的悬链线形渠道进行了比较,增加平底后,在同等条件下,平底悬链线形渠道水力最优断面的过流能力不仅没有降低,反而增加了,意味着其经济性也优于传统的悬链线断面。研究为平底悬链线形渠道设计提供理论支撑。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 韩延成,梁梦媛,Said M Easa,唐伟,初萍萍,高学平
关键词: 形状,水力学,渠道,平底,悬链线形,水力最优断面
来源: 农业工程学报 2019年06期
年度: 2019
分类: 农业科技,基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 地球物理学,水利水电工程
单位: 济南大学水利与环境学院,Department of Civil Engineering,Ryerson University,天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室
基金: 山东省自然科学基金(ZR2017LEE028),山东省“一事一议”(周飞艨)人才计划项目,山东省重点研发计划(2016GSF117038),国家“十二五”科技支撑计划(2015BAB07B02-6)
分类号: TV133
页码: 90-99
总页数: 10
文件大小: 1058K
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