流經擋水壁上孔口的水流。
常見的孔口形狀為矩形和圓形。
基本介紹
- 中文名：孔口出流
- 外文名：孔口出流
- 形狀：為矩形和圓形
- 等於：0.65
公式運算,參考書目,
公式運算
當孔口高度e與孔口水頭H（上游水面至孔口中心的高度）之比時為小孔口；當時為大孔口（圖1）。當孔壁厚度不影響孔口出流時為薄壁孔口；反之為厚壁孔口。水利工程中常見的閘門下泄流稱為閘孔出流（圖2）。
為保證閘孔出流，e/H必須小於或等於0.65,否則閘門下緣脫離水面而成為堰流。當下游水位不影響泄流量時為自由出流(圖1a、圖2a);反之為淹沒出流（圖1b、圖2b）。胸牆擋水時的堰頂溢流和壩體短孔泄流等亦屬孔流。孔口自由出流的流量為：
式中A為孔口面積；g為重力加速度;為孔口總水頭，其中H為孔口水頭，v0為孔口上遊行近流速，α為動能校正係數(見水流能量方程);┢=εφ為孔口流量係數,其中ε=Ao/A為孔口收縮係數(Ao為孔口收縮斷面C-C的面積)，φ為孔口流速係數,與孔口對水流的阻力有關。對於薄壁圓形小孔口，ε=0.63～0.64，φ=0.97～0.98，μ=0.60～0.62。
當下游水位觸及孔口底緣時，流態即有改變，下游水位高於孔口上緣時為孔口淹沒出流(圖1b)。孔口淹沒出流的流量為：
式中z為孔口上下游水位差；μs為孔口淹沒出流流量係數。 閘孔自由出流的流量為：
式中B為閘孔寬度；e為閘孔高度；為閘孔總水頭,H為閘孔水頭(上游水面至閘底板的高度);μ=ε′φ為閘孔流量係數；h0=ε′e為閘孔收縮斷面C-C的水深。其中為閘孔垂向收縮係數,與有關；φ為閘孔流速係數，與閘孔形式有關。對於寬頂堰（見堰流）上平面閘門下的閘孔：當=0～0.65時，ε′=0.611～0.673，φ=0.85～1.0。
當閘孔下游水深 t大於收縮斷面水深ho的躍後水深hc2（見水躍）時為閘孔淹沒出流。其流量為：
Qs=σQ
式中Q為H及e值相同時的閘孔自由出流流量；σ為考下游水位影響的閘孔淹沒係數，與(t-hc2)/(H-hc2)有關。
參考書目
華東水利學院編：《水力學》，第2版,下冊，科學出版社，北京，1983。
武漢水利電力學院編：《水力學》，水利電力出版社，北京，1960。
湖南大學、武漢理工編：《水力學》，湖南大學出版社，2004。
