水流對(duì)平板閘門的推力計(jì)算

2014.11水力分析與計(jì)算水流對(duì)平板閘門的推力計(jì)算水利水電建筑工程動(dòng)量方程計(jì)算舉例水流對(duì)平板閘門的推力計(jì)算目錄水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例實(shí)例：在某平底矩形斷面渠道中修建水閘，閘門與渠道同寬，采用矩形平板閘門且垂直啟閉，如圖(a)所示。已知閘門寬度m，閘前水深m，當(dāng)閘門開啟高度m時(shí)，閘后收縮斷面水深m，水閘泄流量m3/s。若不計(jì)水頭損失，求過(guò)閘水流對(duì)平板閘門的推力。圖(a)1.動(dòng)量方程舉例：

解:第一步取過(guò)水?dāng)嗝?—1、c—c之間的全部水流為控制體，如圖(b)所示。根據(jù)連續(xù)方程，可得11cc圖(b)m/s

m/s

水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例1.動(dòng)量方程舉例：

第二步：沿水平方向選取坐標(biāo)X軸，如圖(c)所示。過(guò)水?dāng)嗝?—1流速v1和過(guò)水?dāng)嗝鎐—c的流速vc均沿水平方向，流速與X正方向一致。X11cc圖(c)v1

vc

水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例1.動(dòng)量方程舉例：

第三步：分析控制體的受力，并標(biāo)出全部作用力的方向,如圖（d）所示。過(guò)水?dāng)嗝?—1和c—c上的動(dòng)水壓力P1和Pc，閘門對(duì)水流的作用力R，重力G與水流方向垂直。X11cc圖(d)v1

vc

P1

Pc

RG水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例1.動(dòng)量方程舉例：

重力G沿垂直方向，故在X軸上無(wú)投影，1—1斷面和c—c斷面的動(dòng)水壓力：KN

X11cc圖(d)v1

vc

P1

Pc

RGKN

水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例1.動(dòng)量方程舉例：

第四步：列X方向的動(dòng)量方程式。設(shè)閘門對(duì)水流的反作用力為R，方向水平與X軸為反方向。

取

，得KNX11ccv1

vc

P1

Pc

RG水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例1.動(dòng)量方程舉例：

2.成果分析：

因?yàn)榍蟮瞄l門對(duì)水流的反作用力R為正值，說(shuō)明假定的方向即為實(shí)際方向，則水流對(duì)閘門的作用力KN，方向與X軸的正方向相同，如圖（e）所示。X11cc圖(e)v1

vc

P1

Pc

RG水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例3.動(dòng)量方程的應(yīng)用步驟第一步：取控制體。控制體由下列諸控制面圍成：液流兩端的過(guò)水?dāng)嗝?，與流動(dòng)方向相垂直；固體(或氣體)邊界與液流的接觸面，與流動(dòng)方向相切。第二步：選坐標(biāo)系。坐標(biāo)平面xoy的方位可以任意選，以能盡可能方便計(jì)算為原則。水流對(duì)平板閘門的推力應(yīng)用舉例第三步：分析控制體上所受諸外力。一般包括：重力，動(dòng)水壓力，邊界反力，摩阻力。第四