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一、實(shí)驗目的要求
1、觀(guān)察棱柱體渠道中非均勻漸變流的十二種水面曲線(xiàn)。
2、掌握十二種水面曲線(xiàn)的生成條件。
二、實(shí)驗裝置
為改變明槽底坡，以演示十二種水面曲線(xiàn)，實(shí)驗裝置配有新型高比速直齒電機驅動(dòng)的升降機構．按下的升降開(kāi)關(guān)．明槽即繞軸承轉動(dòng)，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(diǎn)水平間距算得，平坡可依底坡水準泡判定．實(shí)驗流量由可控硅無(wú)緞?wù){遣囂調控，并用重量法(或體積法)測定，槽身設有兩道閘板．用于調控上下游水位。以形成不同水面線(xiàn)型。閘板鎖緊輪ll用以?shī)A緊閘板。使其定位，水深由滑尺量測。
三、實(shí)驗原理
1、十二種水面線(xiàn)分別產(chǎn)生于五種不同底坡。因而實(shí)驗時(shí)，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。平坡可依據水準泡或升降標尺值判定。臨界底坡應滿(mǎn)足下列關(guān)系：
2、分別為明槽臨界流時(shí)的濕周、謝才系數、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節閘板開(kāi)度，則可得到不同型式的水面曲線(xiàn)。
四、實(shí)驗方法與步驟
1、測記設備有關(guān)常數。
2、開(kāi)啟水泵，調節調速開(kāi)關(guān)使供水量最大，待穩定后測量過(guò)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，至所需的高程讀數，使槽底坡度觀(guān)察槽中臨界流(均勻流)時(shí)的水面曲線(xiàn)。然后插入閘板2，觀(guān)察閘前和閘后出現的型水面曲線(xiàn)，并將曲線(xiàn)繪于記錄紙上。
5．操縱升降機構使槽底坡度出現（使底坡盡量陡些），插入閘板2，調節開(kāi)度，使渠道上同時(shí)呈現水面曲線(xiàn)，并繪于記錄紙上。
6．操縱升降機構，使槽中分別出現(使底坡盡量接近于0)、，插入閘板l，調節開(kāi)度，使槽中分別出現相應的水面曲線(xiàn)，并繪在記錄紙上。(緩坡時(shí)，閘板1開(kāi)啟適度，能同時(shí)呈現型水面線(xiàn))。
7．實(shí)驗結束，關(guān)閉水泵。
注：在以上實(shí)驗時(shí)．為了在一個(gè)底坡上同時(shí)呈現三種水面曲線(xiàn)，要求緩坡宜緩些，陡坡宜陡些。
五、實(shí)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(xiàn)時(shí)，急流和緩流的控制斷面應如何選擇?為什么?
3．在進(jìn)行緩坡或陡坡實(shí)驗時(shí)，為什么在接近臨界底坡情況下，不容易同時(shí)出現三種水面線(xiàn)的流動(dòng)型式?
4．請利用本實(shí)驗裝置，獨立構思測量活動(dòng)水槽糙率n的實(shí)驗方案。(假定水槽中流動(dòng)為阻力平方區)。