巴歇爾槽是巴歇爾先生改進(jìn)并定型的,其原理是文丘里效應(yīng)。
巴歇爾槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,參數(shù)多,制造要求高。沿水流方向由進(jìn)口收縮段、喉道段、出口擴(kuò)散段組成。進(jìn)口收縮段過(guò)水?dāng)嗝鎸挾戎饾u減小至喉道寬度,底坡為平坡;喉道段過(guò)水?dāng)嗝鎸挾炔蛔?,底坡為陡坡;出口擴(kuò)散段過(guò)水?dāng)嗝鎸挾戎饾u增加,底坡為反坡。通過(guò)收縮段、喉道、擴(kuò)散段結(jié)構(gòu),形成文丘里效應(yīng),在喉道附近形成臨界流,使得流量和水位形成單一的相關(guān)關(guān)系,只要測(cè)量出水位,就可以計(jì)算出相應(yīng)的流量。
其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)量準(zhǔn)確、水頭損失小、不易淤堵、測(cè)量方便,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求精度高,安裝費(fèi)用高。近年來(lái)中小型量水槽大部分使用定型產(chǎn)品,各部分尺寸可以精確控制,解決了制造精度問(wèn)題。
水力特性
水流在進(jìn)入到巴歇爾槽前渠道中,一般是均勻緩流,佛汝德數(shù)Fr<1;在進(jìn)入渠道和巴歇爾槽連接段后,底坡為負(fù)坡i<0,在邊界約束下,過(guò)流斷面、水深和流速都逐漸減小,水位逐漸增高;在進(jìn)入到進(jìn)口收縮段后,底坡為平坡i=0,過(guò)流斷面迅速減小,水位繼續(xù)升高,流速減小;水流進(jìn)入喉道后,過(guò)水?dāng)嗝婊静蛔?,平坡變?yōu)檎钙拢╥>ik),水流在重力作用下加速,變?yōu)榕R界流或急流,F(xiàn)r逐漸增加而大于1;出口擴(kuò)散段過(guò)水?dāng)嗝嬷饾u加大,底坡為負(fù)坡,流速減小,水位逐漸抬高,F(xiàn)r逐漸變小而小于1,連接下游渠道后漸成為明渠均勻流。
水流在巴歇爾槽內(nèi)的流動(dòng)是不穩(wěn)定的,流速、流向隨時(shí)間、空間位置發(fā)生變化。由于水流受到進(jìn)口收縮段邊墻的反射作用,槽內(nèi)的流速分布不均,存在橫向流速,水位在橫斷面上呈現(xiàn)出中間高、兩側(cè)低的狀態(tài),紊流強(qiáng)度較高。在喉道段及出口擴(kuò)散段,由于受底坡及側(cè)邊界急劇變化的影響,水流在重力作用下迅速加速、減速,造成了槽內(nèi)水流流態(tài)紊亂,使得整個(gè)槽內(nèi)水流流速及流向分布在空間和時(shí)間上不穩(wěn)定,形成非恒定流。
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