机翼形量水槽试验与应用研究

论文摘要

梯形断面渠道是灌区的干、支渠道常用断面形式之一,大多采用流速仪测流的灌区末级渠道,量测精度存在较大误差,且测流工作量很大。因此研究开发和推广造价低、水头损失小、易于自动监控的量水设备,对灌区进行科学用水管理、实行按量计费和节约用水具有十分重要的实际应用价值。本文对梯形渠道机翼形量水槽进行了试验研究,并应用量纲分析得到了梯形渠道机翼形量水槽在自由出流状态下的流量公式,根据量纲分析建立的流量公式满足量纲和谐性,简明实用,测流精度较高,量测流量的平均相对误差为0.47%。试验表明,机翼形量水槽的临界淹没度较高,在试验收缩比的范围内,临界淹没度的变化范围为0.82～0.92,均值可达0.87,能在较大范围内保证机翼形量水槽在自由出流状态下工作。机翼形量水槽的水头损失较小,平均水头损失约占上游总水头的12%左右。初步研究表明:机翼形量水槽是适合梯形渠道上测流的新型量水设备,有较好的推广应用前景。通过在内蒙古河套灌区与鄂尔多斯黄河南岸灌区进行机翼形量水槽的应用实验研究,证明机翼形量水槽量水精度能满足灌区测流误差小于5%的量水规范要求,并且具有水头损失小,结构简单,便于施工的特点,在实测中量水槽的淹没度都比较高,适合平原灌区的需要,试验所采用的量水监测设备能够连续自动精确地测量和记录水量,实现了测流自动化与无线传输,可产生良好的经济效益和社会效益,适合进行信息化建设的灌区推广。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 灌区量水工作的意义
• 1.2 灌区常用的量水方法
• 1.3 国内外渠道量水技术设备发展历史与进展
• 第二章 梯形渠道机翼形量水槽试验研究
• 2.1 试验目的和内容
• 2.2 试验系统概况
• 2.3 试验方案设计
• 2.3.1 梯形渠道机翼形量水槽的设计步骤
• 2.4 试验过程
• 第三章 机翼形量水槽测流理论与试验结果分析
• 3.1 机翼形量水槽的构造
• 3.2 机翼形量水槽的测流原理
• 3.3 机翼形量水槽的基本流量公式
• 3.4 量纲分析推求机翼形量水槽流量公式
• 3.4.1 机翼形量水槽流量公式的量纲分析
• 3.4.2 梯形渠道机翼形量水槽流量公式
• 3.5 机翼形量水槽的量水性能分析
• 3.5.1 测流精度比较
• 3.5.2 不确定度计算
• 3.5.3 壅水高度
• 3.5.4 临界淹没度
• 3.5.5 水头损失
• 3.6 小结
• 第四章 机翼形量水槽的应用研究
• 4.1 基本情况
• 4.2 河套灌区机翼形量水槽与文丘利量水槽原型试验研究
• 4.2.1 两种量水设备的结构
• 4.2.2 渠道量水槽二次仪表
• 4.2.3 试验方法
• 4.2.4 流量公式的建立
• 4.2.5 试验结果分析
• 4.2.6 小结
• 4.3 鄂尔多斯黄河南岸灌区机翼形量水槽应用研究
• 4.3.1 灌区渠道基本参数
• 4.3.2 机翼形量水槽的设计与施工
• 4.3.3 配套自动化量水设备介绍
• 4.3.4 小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介