有一混凝土溢流坝的拟定坝宽bp=210m 根据调洪演算坝顶的设计泄流量Qp=3500m3/s 坝面粗糙系数np=0.018。现需

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有一混凝土溢流坝的拟定坝宽bp=210m,根据调洪演算坝顶的设计泄流量Qp=3500m3/s,坝面粗糙系数np=0.018。现需一槽宽bm=0.3m且只能提供最大流量为20L/s的玻璃水槽中做断面模型试验,试确定实验的有关比尺,并用阻力相似准则校核模型的制造工艺是否满足要求。

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答案解析

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  • 由于溢流坝溢流的作用力主要为重力,模型设计按重力相似准则确定比尺,但因原型溢流坝较长,现只需做断面模型试验。根据,λq=λQ/λb,,故可先按单宽流量进行比较以确定长度比尺。
       原型的单宽流量为
       
       模型水槽中的最大单宽流量为
       
       所以长度比尺为    
       选取整数,取λl=40。
       由于坝面水还受到边壁阻力的影响,因而在确定比尺后还需考虑阻力相似准则以核定模型的制造工艺是否能满足粗糙系数的要求
       
       模型的表面选用刨光的木板可以达到这一粗糙系数要求,故选定λl=40是可行的。最后确定出相应的其他比尺为
       
       
       
       
       λ(Δp/γ)=λl=40
       30cm宽的水槽相当于原型中的坝段宽度为
       bp=bmλl=0.3×40m=12m