
【機】 triangular weir
三角堰(Triangular Weir),又稱V型堰(V-notch Weir),是一種在水利工程、環境監測及實驗室中廣泛用于測量明渠水流量的裝置。其核心特征及漢英對照釋義如下:
三角堰指堰頂切口呈等腰三角形(常見頂角為90°、60°或45°)的薄壁堰。水流通過三角形缺口時,通過測量缺口頂點至水面的垂直高度(水頭),可依據幾何關系與流體力學公式計算流量。
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 .
流量計算基于水力學公式,最常用的是Kindsvater-Shen公式(適用于标準90°三角堰):
$$ Q = frac{8}{15} C_e sqrt{2g} tanleft(frac{theta}{2}right) H^{5/2} $$
其中:
三角形結構在低水頭時仍保持較高靈敏度,適用于實驗室或溪流的小流量監測(如<0.1 m³/s)。
相較于矩形堰,V型切口不易被漂浮物或泥沙阻塞,維護需求較低 。
國際标準(如ISO 4360)和各國水文規範(如中國《水文測驗規範》)均對三角堰的尺寸、安裝及測量方法有詳細規定,确保數據可比性 .
定義三角堰為 "triangular weir",強調其幾何特征與流量計算函數關系。
提供Kindsvater-Shen公式的系數标定方法及安裝精度要求(來源:USGS Water-Supply Paper 1849)。
《水文測量—三角堰流量測算規範》(Hydrometry — Open channel flow measurement using triangular profile weirs)。
三角堰是水利工程和實驗室中常用的一種流量測量裝置,其核心特征是通過V形開口的堰闆結構測量明渠或水箱中的水流。以下是詳細解釋:
三角堰屬于堰式流量計的一種,通常由帶有V形缺口(常見角度為22.5°、45°、60°、90°)的薄金屬闆構成,安裝在渠道或容器的出口處。其名稱源于堰口形狀呈三角形,主要用于測量小流量水流(如5-187升/秒)。
水位-流量關系
水流經過三角堰時被擡升,通過測量堰闆上遊的水位高度(即水頭高度),結合V形開口角度,利用公式計算流量。例如,90°三角堰的流量公式為:
$$
Q = 1.343H^{2.47}
$$
其中Q為流量(m³/s),H為水頭高度(m)。
精度影響因素
測量精度受渠道橫截面積、坡度、表面粗糙度等因素影響,需通過實驗标定流量系數C值。
三角堰與其他堰型(如矩形堰、梯形堰)共同構成明渠流量測量的基礎工具。選擇時需根據流量範圍、流體性質及安裝條件綜合判斷。如需更完整的公式參數或安裝規範,可參考水利行業标準或、4的工程文獻。
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