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三角形堰是堰口形狀為等腰三角形的薄壁堰,如圖12-6所示。當(dāng)明渠流量較小時(shí),如果使用矩形堰或全寬堰測量流量,則上下游的液位差很小,這會使得測量誤差增大,為了使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確可以使用三角形堰。對于三角形堰,當(dāng)上游液位h變化時(shí),堰口液流的寬度b也同時(shí)隨著變化。因此,三角形堰的流量計(jì)算公式應(yīng)和三角形的頂角θ有關(guān)。
三角形堰堰口的曲線方程是
將上式代入式(12-4),沿高度方向?qū)φ麄€(gè)液流進(jìn)行流量的積分,可以得到流經(jīng)三角形堰的流體流量qv公式為
當(dāng)堰口頂角時(shí),三角形堰的流量實(shí)際計(jì)算公式(也稱為Kindsvater-Shen公式)為
式中,Ce是三角形堰的流量系數(shù),還是三個(gè)變量的函數(shù):
式中,p是三角形堰的頂角到堰底的距離;B是堰的寬度,he是有效水頭,he=h+Kh;h是實(shí)測水頭;Kh是水頭的修正值。
當(dāng)時(shí),Ce的值可查圖12-7,Kh等于O.85mm
對于的蘭角形堰,目前還缺乏經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以確定Ce、h/p和p/B的函數(shù)關(guān)系。但是,在堰口面積與明渠的通流面積相比很小時(shí),h/p、p/B對Ce值影響可以忽略不計(jì),Ce只是θ的函數(shù),如圖12-8所示,相應(yīng)Kh可以從圖12-9查到。
式(12-27)的適用條件為
當(dāng)時(shí),要把h/p和p/B限制在圖12-7所列的范圍內(nèi);
當(dāng)時(shí),h/p≤0.35,1.5>p/B>O.1,h≥0.06m,p≥0.09mo
為了準(zhǔn)確地測量比直角三角形堰的流量測量范圍更小的流量,可以使用銳角三角形堰。在IS01438-75中還給出了的三角形堰以及三角形堰在不同的水頭下流量系數(shù)和流量的表。
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