坡面薄层流水动力学特性的实验研究

采用变坡实验水槽研究了坡面薄层水流水动力学特性———流态、流速、水深及阻力系数随流量和坡度的变化规律 ,实验坡度 5°～ 2 5°、单宽流量为 0 6 2 5× 1 0 - 3 ～ 1 2 5× 1 0 - 3 m3 / (s·m)。研究结果表明 ,坡面薄层水流流态与水深密切相关 ,坡面流的流态基本上呈过渡流和紊流 ;薄层水流平均流速、水深和Darcy Weisbach阻力系数主要受流量控制 ,坡度的影响并不显著 ,其关系均可用流量和坡度的幂函数形式模拟 ,相关系数 (R2 )分别为 0 98、0 97和 0 95 ,去掉坡度后相关系数分别下降 7%、 1 6 %和 3%。随着雷诺数的增大 ,Darcy Weisbach阻力系数下降。当单宽流量小于 0 0 0 8m3 / (s·m)时 ,坡度对阻力系数的影响较为显著 ;当流量大于 0 0 0 8m3 / (s·m)时 ,阻力系数基本受流量控制。随着流量增大 ,阻力系数呈幂函数形式递减