【摘要】：水力自控傾斜閘門作為一種新型的水力自控閘門,主要工作原理是借助上游來(lái)水的水壓力和閘門自身重力作用,實(shí)現(xiàn)閘門的自動(dòng)啟閉。閘門的開度會(huì)隨著上游水位的上升和下降自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),當(dāng)來(lái)水量增大,水位越高時(shí),閘門開度會(huì)變大,反之則會(huì)變小。它不僅具有與傳統(tǒng)閘門相同的擋水、泄水的作用,而且更加簡(jiǎn)便,運(yùn)行可靠。同時(shí),閘門在開啟關(guān)閉的工作過(guò)程中,將會(huì)一直處于水壓力和自身重力的平衡狀態(tài)。但目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于水力自控傾斜閘門的相關(guān)研究很少,尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于水力自控傾斜閘門的相關(guān)研究成果,鮮有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。本文通過(guò)物理模型試驗(yàn)收集相關(guān)數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行理論分析,到達(dá)對(duì)水力自控傾斜閘門的水流特性初步研究。一是通過(guò)試驗(yàn),觀察水流流態(tài)、測(cè)量水面線、閘后下游河道水流速,分析了水流通過(guò)水力自控傾斜閘門時(shí)的流態(tài)特性;二是分析了閘上水頭與流量的關(guān)系;三是根據(jù)水力學(xué)基本原理,利用能量方程,根據(jù)對(duì)底坎為寬頂堰型閘孔出流的流量公式推求過(guò)程推求了水力自控傾斜閘門的流量公式,并通過(guò)公式計(jì)算得到流量系數(shù),分析了流量系數(shù)的影響因素。綜合以上研究,主要研究成果包括:(1)在自由出流情況下,水力自控傾斜閘門上游水流流態(tài)穩(wěn)定,水流流速均勻,但下游水流流態(tài)不穩(wěn)定且流速不均,水面線基本呈現(xiàn)單一下降狀態(tài),下游河道形成明顯“S”型水波,河道流速分布不均勻,水力自控傾斜閘門的傾斜角度的變化對(duì)下游河道左、右兩岸流速變化影響較大。(2)研究水力自控傾斜閘門的傾斜角度對(duì)閘門的過(guò)流能力有影響,傾斜角度越大,水力自控傾斜閘門的過(guò)流能力越大。(3)通過(guò)過(guò)閘流量情況分析,影響水力自控傾斜閘門流量系數(shù)的主要因素是水力自控傾斜閘門的傾斜角度。(4)求得水力自控傾斜閘門的流量系數(shù)計(jì)算公式為[1= 0.60-0.176e/H。研究分析水力自控傾斜閘門的傾斜角度對(duì)閘門的流量系數(shù)的影響,結(jié)果顯示一般在流量較小時(shí)會(huì)產(chǎn)生大影響,當(dāng)流量達(dá)到或超過(guò)150m3/h時(shí),水力自控傾斜閘門的傾斜角度對(duì)流量系數(shù)影響較小。通過(guò)對(duì)水力自控傾斜閘門的研究,研究總結(jié)了水流形態(tài)、流速、水位、水壓力的規(guī)律和特點(diǎn),利用能量方程,求得水力自控傾斜閘門流量公式及流量系數(shù)的計(jì)算方法,從而彌補(bǔ)相關(guān)研究的空白,為今后進(jìn)一步研究推廣提供數(shù)據(jù)支撐。
【圖文】：

通常用來(lái)改善河道常年干旱缺水的情況。隨著時(shí)間的流逝，人們對(duì)于水閘逡逑的要求更趨向于簡(jiǎn)便，水力自控閘門也更符合這一需求。本文研究的是水力自逡逑控傾斜閘門（如圖１．１－１所示），是平板閘門向上游傾斜的一定角度，主要考逡逑慮受力有游來(lái)水的壓力和閘門自身重力兩種，利用兩種受力的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)閘門逡逑的自動(dòng)開啟和關(guān)閉。這種水力自控傾斜閘門雖還未應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，但相較于逡逑傳統(tǒng)閘門卻擁有運(yùn)行簡(jiǎn)便、可靠等優(yōu)點(diǎn)，，因此我們對(duì)其進(jìn)行模型試驗(yàn)研宄，希逡逑望對(duì)其以后的實(shí)際應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)０逡逑圖ｉ．卜ｉ水力自控傾斜閘門模型逡逑１逡逑

２．２．２試驗(yàn)?zāi)０邋义媳疚脑囼?yàn)主要是測(cè)算水力自控傾斜閘門的過(guò)流能力和水流特性，主要的模逡逑型包括水力自控傾斜閘門（如圖２．邋３－２所示）以及上、下游段河道（如圖２．邋３－逡逑１所示）。其中，河道模型為矩形斷面，河道寬４００ｍｍ，水力自控傾斜閘門為逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV135

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599659