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农业工程学报 2015年第10期31卷 99-106页

作者：肖苡辀王文娥胡笑涛西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100

为了探索研究灌区田间进水口的水量计量,该文在巴歇尔量水槽的基础上设计制作了一种体型简单、成本低的田间便携式平底短喉道量水槽,喉口宽度51 mm、长度774 mm,便于携带和田间安装;通过试验研究了该量水槽的水力性能,观测了24种流量下... 详细信息

为了探索研究灌区田间进水口的水量计量,该文在巴歇尔量水槽的基础上设计制作了一种体型简单、成本低的田间便携式平底短喉道量水槽,喉口宽度51 mm、长度774 mm,便于携带和田间安装;通过试验研究了该量水槽的水力性能,观测了24种流量下量水槽内11个控制断面的水位,拟合得到自由出流和淹没出流条件下的水深与流量公式,与实测流量对比,平均相对误差和最大相对误差均在10%以内,满足灌区田间量水精度要求;分析了不同流量下佛汝德数、断面比能沿槽身各控制断面的变化规律,确定临界水深断面位于该量水槽喉口段的中部偏后段;分析了槽内水头损失情况,得知该量水槽最大水头损失占上游总水头的12.10%,相较于长喉道量水槽较小,自由出流条件下槽内水头损失小于淹没出流条件下0.02倍上游总水头。该研究为田间进水口量水设施在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。

关键词：渠道流体力学设计田间量水平底短喉道量水槽水深-流量公式临界水深断面水头损失

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田间简易平底短喉道量水槽水力性能初探

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水力发电学报 2015年第10期34卷 88-95页

作者：肖苡辀王文娥胡笑涛王莹莹西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

灌区量水是灌区用水管理的关键技术之一。目前灌区量水设备种类繁多，但能用于田间的量水设备较缺乏。标准巴歇尔量水槽量水精度高，但形状复杂且造价较高，本文在其基础上设计制作了一种形状简单、成本低、便于携带和田间安装的田间简... 详细信息

灌区量水是灌区用水管理的关键技术之一。目前灌区量水设备种类繁多，但能用于田间的量水设备较缺乏。标准巴歇尔量水槽量水精度高，但形状复杂且造价较高，本文在其基础上设计制作了一种形状简单、成本低、便于携带和田间安装的田间简易平底短喉道量水槽，量水槽喉口宽度51mm、长度774mm，单槽适用流量范围大致为6～20L／s，双槽适用流量范围可达36L／s。试验通过对16种流量下量水槽内11个控制断面的水位进行观测与分析，拟合得到自由出流条件下上游水深与流量公式，与实测流量比较，平均相对误差为一0．11％，最大相对误差为7．06％；从水力学角度分析了不同流量下佛汝德数、断面比能沿槽身各控制断面的变化规律，确定该量水槽临界水深断面位于喉口段的中部偏后段，从而确定该量水槽的喉口段长度适宜。

关键词：水力学平底短喉道量水槽水深-流量公式临界水深断面

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田间便携式短喉槽水力特性试验研究

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人民黄河 2017年第8期39卷 143-148页

作者：肖苡辀王文娥胡笑涛西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

结合临界流原理,提出适用于灌区田间进水口水量计量的新型量水设备——田间便携式短喉槽,以满足量水槽结构简单、水头损失小、量水精度较高、流量计算公式简明的要求。田间便携式短喉槽是一种喉道宽度为76 mm、槽底为平底的短喉道量水... 详细信息

结合临界流原理,提出适用于灌区田间进水口水量计量的新型量水设备——田间便携式短喉槽,以满足量水槽结构简单、水头损失小、量水精度较高、流量计算公式简明的要求。田间便携式短喉槽是一种喉道宽度为76 mm、槽底为平底的短喉道量水槽。在自由出流、淹没出流两种工况下对不同流量下的水力特性进行试验研究,结果表明:该量水槽过流顺畅,量测流量最大可达40 L/s,能够满足灌区末级渠道的量水要求;断面流速分布为中间流速大、两侧流速较小,且自由出流工况下的流速略大于淹没出流工况下的流速;水头损失较长喉槽的小;根据对弗劳德数的分析得到临界水深断面位于喉道后半段;通过回归分析得到田间便携式短喉槽的上游水深—流量计算公式,其最大测流误差为9.16%,满足灌区田间量水精度要求。

关键词：田间便携式短喉槽断面流速分布水头损失弗劳德数临界水深断面灌区

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田间便携式短喉道量水槽水力性能研究

田间便携式短喉道量水槽水力性能研究

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作者：肖苡辀西北农林科技大学

学位级别：硕士

量水技术是灌区实行计划用水、节约用水和定额管理的关键技术措施。对于现有量水设施,从经济实用、稳定可靠的角度考虑,量水槽是灌区最适合、最易大范围推广应用的一种明渠量水设施。目前许多水利工作者已经研制了大量可供灌区渠道使用... 详细信息

量水技术是灌区实行计划用水、节约用水和定额管理的关键技术措施。对于现有量水设施,从经济实用、稳定可靠的角度考虑,量水槽是灌区最适合、最易大范围推广应用的一种明渠量水设施。目前许多水利工作者已经研制了大量可供灌区渠道使用的量水设备,但针对灌区田间进水口的水量计量设施研究仍很缺乏。因此,针对量大面广的田间进水口流量测量需求,研究结构简单、造价低廉、量测方便、测流精度高且适用于田间进水口的量水设施具有重要的应用价值。田间便携式短喉道量水槽是在巴歇尔量水槽的基础上设计的一种便携式、槽底为平底的短喉道量水槽,适用于我国北方灌区末级渠道田间进水口的水量测量。本研究采用原型试验与数值模拟相结合的方法,对不同尺寸、不同出流条件、不同流量下田间便携式短喉道量水槽的水力性能进行了系统分析。主要研究内容及结论如下:(1)对田间便携式短喉道量水槽的测流原理进行分析,并根据临界流原理推导出了理论田间便携式短喉道量水槽流量计算公式。(2)根据田间进水口流量范围,设计了喉道宽度为51 mm、76 mm田间便携式短喉道量水槽,进行了自由出流和淹没出流条件下不同流量时量水槽水力性能原型试验,测定了槽内水深沿程变化和断面流速分布。分析了量水槽过流能力、水面线、断面流速分布、佛汝德数及水头损失等水力特性,确定了临界水深断面位于喉道段,拟合得出上游水深与流量的关系式,通过与实测流量的对比误差小于10%,满足灌区末级渠道量水精度要求。(3)采用FLOW-3D软件,选用RNG k-ε三维湍流模型、TruVOF方法和FAVOR技术对田间便携式短喉道量水槽水力性能进行了三维数值模拟,并与原型试验结果进行对比,结果表明,二者相对误差小于10%,具有一致性,本研究所采用的数学模型和数值模拟方法具有可靠性和有效性;在此基础上分析了过槽水流的时均流场及各水力性能参数的变化规律。(4)采用FLOW-3D软件对不同喉道长度量水槽的水力性能进行了模拟,分析了喉道长度对量水槽内流态分布和水头损失等因素的影响,结果表明短喉道量水槽的水头损失相对较小,且在喉道段偏下游位置出现临界流,流态稳定,由此证明本研究设计的喉道长度较为合理,能够满足中国北方灌区田间进水口的水量计量要求。

关键词：田间便携式短喉道量水槽数值模拟水深-流量公式流速佛汝德数临界水深断面水头损失体型比选

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