水工模型試驗(yàn)報(bào)告

水工模型試驗(yàn)報(bào)告1水工模型試驗(yàn)的作用與分類1.1作用水流運(yùn)動(dòng)是一種非常復(fù)雜的自然現(xiàn)象，對(duì)各種作用力存在的情況和它們發(fā)展的規(guī)律，至今還沒(méi)有得到很好的掌握。設(shè)計(jì)水利工程時(shí)不是用數(shù)學(xué)分析的方法，就是應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式。這兩種方法都有一定的局限性。事實(shí)上，天然河道中水工建筑物的邊界條件各不相同，而且非常復(fù)雜，須經(jīng)過(guò)水工模型試驗(yàn)的分析研究，方可切合實(shí)際；還可以進(jìn)一步提高理論，指導(dǎo)實(shí)踐。因此，可以說(shuō)水工模型試驗(yàn)是流體力學(xué)理論和實(shí)際水利工程中間的媒介，起到非常重要的作用，一直受到水利工程界的重視。1.2分類由于試驗(yàn)研究任務(wù)不同，采用不同類型的模型，以滿足不同的需要。當(dāng)研究河道中水利樞紐的總體布置時(shí)，就需要將所研究的河段和水工建筑物，按一定的比例縮制成模型進(jìn)行試驗(yàn)，這就叫整體模型。至于二元問(wèn)題，如確定溢流壩面的壓力分布，水流情況和沖刷消能等，一般截取一段制成模型，安裝在玻璃水槽中進(jìn)行觀測(cè)，稱為斷面模型。還有一些水工建筑物兩邊對(duì)稱，水流情況也對(duì)稱，可以研究一邊來(lái)代替整體，這時(shí)可以采用半整體模型。進(jìn)行一般試驗(yàn)時(shí)，只要將原體的三個(gè)尺寸按照同一比例縮制，這種模型叫作正態(tài)模型。但有時(shí)因?yàn)槭芨鞣N條件的限制，粗糙度或水流流態(tài)等與原體不相似時(shí)，就采用豎直和水平方向長(zhǎng)度縮尺不同的模型，即為變態(tài)模型。河工模型經(jīng)常采用這種類型。按照試驗(yàn)研究任務(wù)和性質(zhì)分，有水工建筑物、河道、熱擴(kuò)散、排污口、潰壩、滑坡、泥石流、潮汐、泥沙以及波浪模型等。2、水工模型試驗(yàn)理論2.1層流根據(jù)模型設(shè)計(jì)的相關(guān)原理，可以推導(dǎo)出以下公式：2.2阻力平方區(qū)的紊流運(yùn)動(dòng)2.3重力作用為主的流體運(yùn)動(dòng)當(dāng)流體的特性主要決定于重力作用，粘滯力的作用可忽略時(shí)該運(yùn)動(dòng)也就是在阻力平方區(qū)的紊流，這時(shí)阻力與速度的平方成比例，而雷諾數(shù)已超過(guò)一定界限，其變化沒(méi)有影響。2.4模型糙率拌按照滿寧公式鑼來(lái)規(guī)院定澡C瞎和扒n松的關(guān)系，可以覽推導(dǎo)出礦λ轟與杠n停的關(guān)系為：旁3址水工模型試驗(yàn)墾方法泉3.1攜水工模型設(shè)計(jì)犁的覺(jué)一般步驟訪泄水建筑物的鬼模型設(shè)計(jì)是綜協(xié)合考慮救模型試驗(yàn)任務(wù)五的需要，毫（問(wèn)題性質(zhì)、綱觀測(cè)項(xiàng)目、相刊似條件等）與結(jié)試驗(yàn)室條件可境能（加槽型水槽、供士水能力、量測(cè)軋手段、模型可命用材料等狹）淺而進(jìn)行的，以逮達(dá)到技術(shù)上即備解決問(wèn)題彼，經(jīng)濟(jì)上又節(jié)睜約人力、物力綁和時(shí)間為滿意碰。模型設(shè)計(jì)步兔驟大致如下：吧（說(shuō)1躬）下根據(jù)問(wèn)題性質(zhì)年和原型建筑物溫的規(guī)模與布置鋤情況，決定是弊采用斷面模型戒還是整體模型桐，或者介于兩搞者之間的半整房體模型。眠（游2羊）喊根據(jù)原型有關(guān)緩流量、水位和貞建筑物形式尺陷寸等資料，愈結(jié)合試驗(yàn)設(shè)備委和水流條件，休初選模型幾何職尺寸。選擇原智則是：由此模莖型比尺決定的回模型建筑物是燥能在試驗(yàn)室場(chǎng)怪地、提設(shè)備條件下制眉作安裝的；由辟此比尺決定的捐模型最大放水壘流量是試驗(yàn)室遮可以提供的；移由此比尺決定橡的模型最小放潮水量情況下，逆仍能保證模型份水流處于紊流控自動(dòng)模型區(qū)。傅（阻3狠）倍根據(jù)原型水流慧固體邊界的粗奸糙度以及初定避的模型比尺，軋估計(jì)款為保證摩阻力森相似而提供相粱應(yīng)暖模型材料和加賓工工藝是否可蠶能。如屬可行徑，丙既嚴(yán)初定出模型材絹料。臺(tái)（謀4戲）朵根據(jù)試驗(yàn)要求滑的觀測(cè)項(xiàng)目和奇試驗(yàn)室錦具備的量測(cè)手茄段，估計(jì)按初罩定比尺制作的提模型在肌各種放水的情捧況下，出現(xiàn)的豐各個(gè)水力要素亡是否能準(zhǔn)確地帖測(cè)得，同時(shí)考冰慮是否便于在耐模型個(gè)處埋設(shè)表相應(yīng)的測(cè)壓管奇和各種傳感器俘。浸如屬可行，即敲作出相應(yīng)的布量置方案。群（脅5澡）語(yǔ)經(jīng)過(guò)上述考慮膠以后，模型幾六何比尺業(yè)已最趣終確定，于是朵可繪制模型設(shè)色計(jì)祥圖秧，著手制作，爪同時(shí)計(jì)算出各孩種水力要素比員尺。敢3.籌2冰模型試驗(yàn)的內(nèi)縮容稼水工模型試驗(yàn)誠(chéng)就是仿照原實(shí)萬(wàn)體，按照相似懷準(zhǔn)則，縮制成睜模型，根據(jù)其遲所受的鞋主要沾作用力，筋進(jìn)行試驗(yàn)研究仆。如果想了解透原體的實(shí)際現(xiàn)有象和性質(zhì)，繼或檢查其水力系安全性幻，就可以使模碎型半重演與原體相驅(qū)似的餓自然情殊況，進(jìn)行觀測(cè)半，取得數(shù)據(jù)，錦然后按照一定蒙的相似準(zhǔn)則，靈引申與原體昏，從而作出判模斷。妙水工模型試驗(yàn)草所解決的生產(chǎn)某問(wèn)題包括樞紐牧的合理布置，秀水工建筑物的藥流量筑系數(shù)，水流秀作用在建筑物帥上的壓力及動(dòng)要荷載，上、下眼游的銜接，消魚(yú)能工的作用，鏡建筑物下游的爬局部沖刷，包講括岸坡保護(hù)在匠內(nèi)的防沖刷措狐施。拿專題研究包括勾水利樞紐合理橋布置，施工導(dǎo)芳流截流，水工濃建筑物消能沖代刷，泄洪洞水轉(zhuǎn)力學(xué)，紊流邊知界層，波空化與空蝕，震水流脈動(dòng)與振葛動(dòng)，明渠不穩(wěn)矮定流，地下滲妖流及環(huán)境流體厲力學(xué)等方面。滔3.錦3貪模型制作羊模型設(shè)計(jì)工作染完成以后雪，就可進(jìn)入模赤型制作階段，放必須按照模型緣比尺精確縮制信。升模型制造的質(zhì)壘量對(duì)于試驗(yàn)成根果的精度關(guān)系帽極大。跟模型材料除易鴨于購(gòu)置及便于牌安裝典外，應(yīng)能達(dá)到趴模型所要求的朽精確度和光滑鮮度，模型不得炊發(fā)生變形和漏潮水牲。遣選擇模型材料明主要應(yīng)根據(jù)試都驗(yàn)要求、材料始性能、采購(gòu)方腦便、價(jià)格經(jīng)濟(jì)支及加工難易跟等條件綜合考趴慮。常用的材塌料有木料、磚簡(jiǎn)、水泥、沙礫牙、有機(jī)玻璃、魯硬質(zhì)聚氯乙烯悉、石蠟、金屬封材料等。依3.倉(cāng)4罵模型的測(cè)量腎（箭1美）尊規(guī)劃模型范圍撕和模型邊墻線授定線用經(jīng)偉儀瀉、皮尺進(jìn)行。涂若以模型的邊康墻線作為制膜猜的控制導(dǎo)線時(shí)保，其精度要求濁應(yīng)與整個(gè)模型繩制作珠精度染一致。漠（蓮2里）文水平控制網(wǎng)和第高程控制網(wǎng)的轟制定久水平控制網(wǎng)布鑒置，視模型形猶狀、大小而定無(wú)。若模型是長(zhǎng)幅而窄的，則水馬平導(dǎo)線應(yīng)沿其華中心線布置；媽若模型較寬，廣則導(dǎo)線可考慮偵沿四周邊緣布呀置；若損模型面積較大寨，除四周的封矮閉導(dǎo)線外，尚息需在主要處加縣設(shè)支導(dǎo)線。為高程控制網(wǎng)由糊精密水平儀測(cè)科定。首先在模松型附近篩設(shè)立水準(zhǔn)基點(diǎn)列?；c(diǎn)必須牢腦靠。腐作為模型參照唱高程的基準(zhǔn)點(diǎn)柜高程（相當(dāng)于蘋(píng)原體某高程）惜要適當(dāng)予以確軍定沉。如果定的偏落高，整個(gè)模型開(kāi)將不必要的整競(jìng)體升高，增加弄了模型工作量虛；定的偏低蝦，會(huì)遇到不易覽開(kāi)挖的地面，醫(yī)或影響動(dòng)床沖猴深結(jié)果。涼為便于模型安花裝和計(jì)算，基淘準(zhǔn)點(diǎn)高程一般坊都盡可能不取侄過(guò)多的小數(shù)位尖。滲當(dāng)模型面積較昆大，則根賢據(jù)需要可在適肚當(dāng)?shù)攸c(diǎn)加設(shè)輔但助水準(zhǔn)宅基另點(diǎn)護(hù)。景（匠3谷）腹模型附屬設(shè)施翁及測(cè)量設(shè)備的拐布置她模型進(jìn)水設(shè)備乖、消浪隔柵、諸前池、下游回捏水設(shè)備及流量襖量測(cè)設(shè)備直等，在模型場(chǎng)椒地中應(yīng)留有適杰當(dāng)?shù)奈恢?。擬繪用的電動(dòng)集中廚控制，亦應(yīng)脂規(guī)劃好控制臺(tái)扎及附屬設(shè)備的好安裝位置。兄當(dāng)模型需要進(jìn)淹行動(dòng)床試驗(yàn)時(shí)扶，氣應(yīng)預(yù)先制定動(dòng)馬床范圍，并在開(kāi)動(dòng)床部位安裝施雙向進(jìn)、退水扔管道和閘門(mén)，滾在下游設(shè)沉沙忍池。統(tǒng)總之，模型設(shè)佛計(jì)和場(chǎng)地規(guī)劃蓮是統(tǒng)一的。在把整個(gè)制模過(guò)程盆中要注意到各寨類工作的平衡稀進(jìn)展，不同工瑞作盡可能平行嶼進(jìn)行，不能平闖行進(jìn)行的要有藍(lán)緊密銜接，以吊求縮短模型制腹造與安裝時(shí)間遮。管3.籍5煮測(cè)試僵成果整理察試驗(yàn)過(guò)程中，柏對(duì)于試驗(yàn)的現(xiàn)哥象和過(guò)程應(yīng)進(jìn)句行照相和錄象困，記錄每一時(shí)雹刻的流場(chǎng)的變討化及流動(dòng)現(xiàn)象別的變化過(guò)程，先并及時(shí)宵測(cè)驗(yàn)各種水流良和泥沙的參數(shù)懂。對(duì)于這些資帆料要加以整理蠶和分析，以便叫發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)晃予以改進(jìn)。討試驗(yàn)資料的整孟理和分析，包鎖括單項(xiàng)資料和狐綜合資料的整誠(chéng)理和分析。單幸項(xiàng)資料整理是庭指對(duì)某一因素昂參數(shù)的測(cè)驗(yàn)結(jié)正果的整理，這碎些資料抱的整理要能反扣映該因素的特疾性變化泥及變化的過(guò)程萄。熊綜合資料包括混整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程滿現(xiàn)象的描述和尤各種因素參數(shù)收的測(cè)驗(yàn)結(jié)果