
【机】 triangular weir
三角堰(Triangular Weir),又称V型堰(V-notch Weir),是一种在水利工程、环境监测及实验室中广泛用于测量明渠水流量的装置。其核心特征及汉英对照释义如下:
三角堰指堰顶切口呈等腰三角形(常见顶角为90°、60°或45°)的薄壁堰。水流通过三角形缺口时,通过测量缺口顶点至水面的垂直高度(水头),可依据几何关系与流体力学公式计算流量。
Atriangular weir is a thin-plate weir with a V-shaped notch (typically with apex angles of 90°, 60°, or 45°). Flow rate is calculated by measuring the height of the water surface above the apex of the notch, utilizing geometric and hydraulic principles .
流量计算基于水力学公式,最常用的是Kindsvater-Shen公式(适用于标准90°三角堰):
$$ Q = frac{8}{15} C_e sqrt{2g} tanleft(frac{theta}{2}right) H^{5/2} $$
其中:
三角形结构在低水头时仍保持较高灵敏度,适用于实验室或溪流的小流量监测(如<0.1 m³/s)。
相较于矩形堰,V型切口不易被漂浮物或泥沙阻塞,维护需求较低 。
国际标准(如ISO 4360)和各国水文规范(如中国《水文测验规范》)均对三角堰的尺寸、安装及测量方法有详细规定,确保数据可比性 .
定义三角堰为 "triangular weir",强调其几何特征与流量计算函数关系。
提供Kindsvater-Shen公式的系数标定方法及安装精度要求(来源:USGS Water-Supply Paper 1849)。
《水文测量—三角堰流量测算规范》(Hydrometry — Open channel flow measurement using triangular profile weirs)。
三角堰是水利工程和实验室中常用的一种流量测量装置,其核心特征是通过V形开口的堰板结构测量明渠或水箱中的水流。以下是详细解释:
三角堰属于堰式流量计的一种,通常由带有V形缺口(常见角度为22.5°、45°、60°、90°)的薄金属板构成,安装在渠道或容器的出口处。其名称源于堰口形状呈三角形,主要用于测量小流量水流(如5-187升/秒)。
水位-流量关系
水流经过三角堰时被抬升,通过测量堰板上游的水位高度(即水头高度),结合V形开口角度,利用公式计算流量。例如,90°三角堰的流量公式为:
$$
Q = 1.343H^{2.47}
$$
其中Q为流量(m³/s),H为水头高度(m)。
精度影响因素
测量精度受渠道横截面积、坡度、表面粗糙度等因素影响,需通过实验标定流量系数C值。
三角堰与其他堰型(如矩形堰、梯形堰)共同构成明渠流量测量的基础工具。选择时需根据流量范围、流体性质及安装条件综合判断。如需更完整的公式参数或安装规范,可参考水利行业标准或、4的工程文献。
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