翼型雨水口箅子的水动力特性及泄流能力研究

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为提高雨水口的泄流能力,将工程上常用的标准型(国标)雨水口箅子的矩形断面格条改进为具有流线形结构的翼型断面格条。采用物理模型试验,选取弗劳德数Fr为相似准数,试验箅子与工程原型箅子为1:1的几何比尺,通过设置渠道纵坡和导流板来改变水流入箅的水动力学条件。主要对格条迎水倾角为30°、45°、60°和75°的4种翼型箅子截流纵坡向来水工况进行了泄流试验,并选用标准型箅子和格条断面为圆形的圆柱型箅子进行对照试验,分析研究了箅子泄流的水动力特性及泄流能力:1)翼型箅子泄流时,箅前水动力特性与标准型和圆柱型箅子无明显差别,基本相同。算子表面的水流流动具有相似性,主要由连续流区、泄流边界层和破碎流区三部分构成。翼型箅子能够在较大的流量范围内箅面保持以连续水舌流泄流,其中以30°和45°翼型箅子箅面保持全程连续流的泄流量最大。2)箅子的最大泄流量受入箅水流的水动力条件影响较大,较大的入流水深和较小的Fr数利于箅子泄流。箅子格条间隙泄流可近似采用孔口出流计算。30°和45°翼型箅子的平均流量系数最大,相应地其泄流能力也最大。而标准型箅子的平均流量系数最小。3)探讨了箅面水舌长度的计算分析方法,构建了水舌长度L和入箅来水Fr数、箅子泄流流量系数μ和来水量Q之间的函数关系。分析水舌长度的影响因素表明,水舌长度L受来水量Q和Fr数影响较大,而箅子泄流流量系数μ的影响最小。
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