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一、實驗?zāi)康囊?/strong>
1、觀察棱柱體渠道中非均勻漸變流的十二種水面曲線。
2、掌握十二種水面曲線的生成條件。
二、實驗裝置
為改變明槽底坡，以演示十二種水面曲線，實驗裝置配有新型高比速直齒電機驅(qū)動的升降機構(gòu)．按下的升降開關(guān)．明槽即繞軸承轉(zhuǎn)動，從而改變水槽的底坡，坡度值由升降桿的標尺值和軸承與升降機上支點水平間距算得，平坡可依底坡水準泡判定．實驗流量由可控硅無緞?wù){(diào)遣囂調(diào)控，并用重量法(或體積法)測定，槽身設(shè)有兩道閘板．用于調(diào)控上下游水位。以形成不同水面線型。閘板鎖緊輪ll用以夾緊閘板。使其定位，水深由滑尺量測。
三、實驗原理
1、十二種水面線分別產(chǎn)生于五種不同底坡。因而實驗時，必需先確定底坡性質(zhì)，其中需測定的，也是最關(guān)鍵的是平坡和臨界坡。平坡可依據(jù)水準泡或升降標尺值判定。臨界底坡應(yīng)滿足下列關(guān)系：
2、分別為明槽臨界流時的濕周、謝才系數(shù)、槽寬、水深和水力半徑；n為為糙率。(以上公式單位均取米.秒)。
3、臨界底坡確定后，保持流量不變，改變渠槽底坡，就可形成陡坡（），緩坡，平坡和逆坡（），分別在不同坡度下調(diào)節(jié)閘板開度，則可得到不同型式的水面曲線。
四、實驗方法與步驟
1、測記設(shè)備有關(guān)常數(shù)。
2、開啟水泵，調(diào)節(jié)調(diào)速開關(guān)使供水量最大，待穩(wěn)定后測量過槽流量，重測兩次取其均值。
3、計算臨界底坡值。
4、操縱升降機構(gòu)，至所需的高程讀數(shù)，使槽底坡度觀察槽中臨界流(均勻流)時的水面曲線。然后插入閘板2，觀察閘前和閘后出現(xiàn)的型水面曲線，并將曲線繪于記錄紙上。
5．操縱升降機構(gòu)使槽底坡度出現(xiàn)（使底坡盡量陡些），插入閘板2，調(diào)節(jié)開度，使渠道上同時呈現(xiàn)水面曲線，并繪于記錄紙上。
6．操縱升降機構(gòu)，使槽中分別出現(xiàn)(使底坡盡量接近于0)、，插入閘板l，調(diào)節(jié)開度，使槽中分別出現(xiàn)相應(yīng)的水面曲線，并繪在記錄紙上。(緩坡時，閘板1開啟適度，能同時呈現(xiàn)型水面線)。
7．實驗結(jié)束，關(guān)閉水泵。
注：在以上實驗時．為了在一個底坡上同時呈現(xiàn)三種水面曲線，要求緩坡宜緩些，陡坡宜陡些。
五、實驗分析與討論
1．判別臨界流除了采用方法外，還有其他什么方法?
2．分析計算水面線時，急流和緩流的控制斷面應(yīng)如何選擇?為什么?
3．在進行緩坡或陡坡實驗時，為什么在接近臨界底坡情況下，不容易同時出現(xiàn)三種水面線的流動型式?
4．請利用本實驗裝置，獨立構(gòu)思測量活動水槽糙率n的實驗方案。(假定水槽中流動為阻力平方區(qū))。