梯形渠道梯形喉口无喉道量水槽水力性能研究
发布时间：2021-05-18 21:11
渠系量水是灌区进行总量管控、定额调配的重要措施,在灌区开展量水工作可以保证灌溉过程中的正确引水、配水和用水,对提高有限水资源的利用率具有重要意义。由于灌区末级渠系数量多、分布广、多距用水管理部门较远,主要依靠农户自己管理。虽然很多农业科研工作者对田间作物的需水情况进行了研究,但农户并不知道田间的实际灌溉水量,进行末级渠道流量测量可提高农户田间用水管理水平。目前,常用明渠量水设施量水过程中普遍存在小水位条件下测流精度低,大水位条件下水头损失大的问题,鉴于梯形渠道仍然是我国灌区使用最多的末级输水渠道,以提高梯形渠道小流量时的测流精度、降低大流量时的水头损失为目标,本研究针对末级梯形渠道特点提出梯形喉口无喉道量水槽,通过物理原型试验和数值模拟研究相结合,对不同体型参数、不同出流条件的梯形喉口无喉道量水槽在测流范围为575 L/s时进行了系统的水力性能分析。主要研究内容及结论如下:（1）基于临界流原理和能量守恒方程,对梯形喉口无喉道量水槽在梯形渠道中测流原理进行理论分析建立了简易通用的流量公式。（2）根据理论分析确定梯形喉口无喉道量水槽能解决小水位条件下测流精度低、大水位...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 灌区量水设施与设备
1.2.2 灌区量水槽研究现状
1.2.3 CFD在灌区量水中的应用
1.2.4 存在的问题
1.3 本文研究内容
第二章 原型与数值试验设置
2.1 梯形喉口无喉道量水槽水力性能试验
2.1.1 梯形喉口无喉道量水槽结构设计
2.1.2 试验系统布置
2.1.3 测量方法及仪器设备
2.1.4 试验方法与步骤
2.2 梯形喉口无喉道量水槽数值模拟
2.2.1 模型建立
2.2.2 控制方程
2.2.3 参数设置
2.2.4 网格条件及边界设置
2.3 梯形喉口无喉道量水槽测流原理
第三章 梯形喉口与矩形喉口无喉道量水槽水力性能比较
3.1 梯形喉口和矩形喉口无喉道量水槽参数设计
3.2 梯形喉口和矩形喉口无喉道量水槽试验结果分析
3.2.1 水面线
3.2.2 壅水高度
3.2.3 喉口处断面流速分布
3.2.4 水头损失
3.2.5 测流公式与测流精度
3.3 小结
第四章 梯形喉口无喉道量水槽结构及性能影响因素研究
4.1 不同梯形喉口倾角量水槽参数设计
4.2 梯形喉口和矩形喉口无喉道量水槽试验结果分析
4.2.1 水面线
4.2.2 壅水高度
4.2.3 临界淹没度
4.2.4 佛汝德数
4.2.5 水头损失
4.2.6 测流公式与测流精度
4.3 小结
第五章 梯形喉口无喉道量水槽应用探讨
5.1 量水槽结构参数设计
5.2 数值模拟可靠性验证
5.2.1 流态验证
5.2.2 流速验证
5.3 佛汝德数的变化规律
5.4 断面时均纵向流速分布
5.5 湍动能耗散分布
5.6 水头损失
5.7 测流公式与测流精度
5.8 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]梯形喉口无喉道量水槽水力性能分析[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛,史利洁. 水科学进展. 2018(02)
[2]梯形渠道梯形喉口量水槽水力特性初探[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]梯形喉口无喉道量水槽水力性能试验研究[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛. 水力发电学报. 2017(09)
[4]梯形喉口无喉道量水槽设计及其水力性能模拟与试验[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛. 农业工程学报. 2017(15)
[5]明渠收缩过渡段流速分布及紊动特性试验[J]. 吴永妍,陈永灿,刘昭伟. 水科学进展. 2017(03)
[6]国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项解析[J]. 周斌. 水科学进展. 2017(03)
[7]Sustainable water environment and water use:A perspective on water resource utilization[J]. Huijuan Liu,Dongsheng Wang,Baoling Yuan. Journal of Environmental Sciences. 2016(12)
[8]基于Flow-3D的陡坡弯道水流三维数值模拟[J]. 王青,黄细彬. 水资源与水工程学报. 2016(05)
[9]过渡段形式对无喉道量水槽水力特性的影响[J]. 侯莹,张新燕. 灌溉排水学报. 2016(10)
[10]田间简易平底短喉道量水槽水力性能初探[J]. 肖苡辀,王文娥,胡笑涛,王莹莹. 水力发电学报. 2015(10)
本文编号：3194489
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 灌区量水设施与设备
1.2.2 灌区量水槽研究现状
1.2.3 CFD在灌区量水中的应用
1.2.4 存在的问题
1.3 本文研究内容
第二章 原型与数值试验设置
2.1 梯形喉口无喉道量水槽水力性能试验
2.1.1 梯形喉口无喉道量水槽结构设计
2.1.2 试验系统布置
2.1.3 测量方法及仪器设备
2.1.4 试验方法与步骤
2.2 梯形喉口无喉道量水槽数值模拟
2.2.1 模型建立
2.2.2 控制方程
2.2.3 参数设置
2.2.4 网格条件及边界设置
2.3 梯形喉口无喉道量水槽测流原理
第三章 梯形喉口与矩形喉口无喉道量水槽水力性能比较
3.1 梯形喉口和矩形喉口无喉道量水槽参数设计
3.2 梯形喉口和矩形喉口无喉道量水槽试验结果分析
3.2.1 水面线
3.2.2 壅水高度
3.2.3 喉口处断面流速分布
3.2.4 水头损失
3.2.5 测流公式与测流精度
3.3 小结
第四章 梯形喉口无喉道量水槽结构及性能影响因素研究
4.1 不同梯形喉口倾角量水槽参数设计
4.2 梯形喉口和矩形喉口无喉道量水槽试验结果分析
4.2.1 水面线
4.2.2 壅水高度
4.2.3 临界淹没度
4.2.4 佛汝德数
4.2.5 水头损失
4.2.6 测流公式与测流精度
4.3 小结
第五章 梯形喉口无喉道量水槽应用探讨
5.1 量水槽结构参数设计
5.2 数值模拟可靠性验证
5.2.1 流态验证
5.2.2 流速验证
5.3 佛汝德数的变化规律
5.4 断面时均纵向流速分布
5.5 湍动能耗散分布
5.6 水头损失
5.7 测流公式与测流精度
5.8 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]梯形喉口无喉道量水槽水力性能分析[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛,史利洁. 水科学进展. 2018(02)
[2]梯形渠道梯形喉口量水槽水力特性初探[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]梯形喉口无喉道量水槽水力性能试验研究[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛. 水力发电学报. 2017(09)
[4]梯形喉口无喉道量水槽设计及其水力性能模拟与试验[J]. 冉聃颉,王文娥,胡笑涛. 农业工程学报. 2017(15)
[5]明渠收缩过渡段流速分布及紊动特性试验[J]. 吴永妍,陈永灿,刘昭伟. 水科学进展. 2017(03)
[6]国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项解析[J]. 周斌. 水科学进展. 2017(03)
[7]Sustainable water environment and water use:A perspective on water resource utilization[J]. Huijuan Liu,Dongsheng Wang,Baoling Yuan. Journal of Environmental Sciences. 2016(12)
[8]基于Flow-3D的陡坡弯道水流三维数值模拟[J]. 王青,黄细彬. 水资源与水工程学报. 2016(05)
[9]过渡段形式对无喉道量水槽水力特性的影响[J]. 侯莹,张新燕. 灌溉排水学报. 2016(10)
[10]田间简易平底短喉道量水槽水力性能初探[J]. 肖苡辀,王文娥,胡笑涛,王莹莹. 水力发电学报. 2015(10)
本文编号：3194489
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