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SL155-2012 水工(常规)模型试验规程.pdf简介：

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水工（常规）模型试验规程

中华人民共和国水利行业标准

JG∕T 5067-1995 混凝土小型砌块生产成套设备SL 1552012

1 总则 33 3 基本资料 34 .. 4 相似准则 35 5 模型设计 .. 38 6 模型制作与安装 39 7 试验基本设备 41 8 试验量测仪器· 43 9 试验程序 48 10 试验内容与方法 49 11 试验资料整理分析与报告编写 53

1.0.1《水工（常规）模型试验规程》（SL155一95）自1995 年7月21日发布生效以来，对规范水工（常规）模型试验研究 方法，提高试验研究成果的可靠性与准确度起到了重要作用。 近年来，随着我国水利水电工程建设快速发展，对水工模型 试验研究内容、方法及模拟技术提出了新的要求。与此同时，量 测技术的发展促进了测试手段的提高，但这些先进的测试技术和 方法应用条件尚未在SL155一95中得到反映。故有必要对现行 试验规程进行必要的修订工作，以进一步促进水工常规模型试验 技术的不断发展。 本条说明本标准的编制目的及必要性。

1.0.2本条明确规定本标准的适用范围是以重力为主要作用

1.0.2本条明确规定本标准的适用范围是以重力为主要作用 的水工（常规）模型试验并规定了相应的研究范围，以别于其 试验专题研究。

而目前尚缺乏泄洪雾化模型试验专题标准，因此本标准暂将池

而目前尚缺乏泄洪雾化模型试验专题标准，因此本标准暂将泄洪 雾化列人常规模型试验内容

1.0.4本条规定应根据试验任务书的要求，编写试验研究大

作为模型试验研究的基本依据。

3.0.1～3.0.4基本资料是开展水工（常规）模型试验研究的基 础。使用基本资料时，应认真进行分析，准确使用资料中与本项 试验研究有关的信息，发现问题应仔细考证，并及时与资料提供 部门进行沟通、核实，对资料的更改和更新应做好相关记录，以 备查用。如涉及河床冲刷及其防护措施的研究时，地形、地质资 料方面应收集河床覆盖层厚度、岸坡岩石分布、节理发育、破碎 情况、河床抗冲流速等资料

4.0.1本条明确了模型应满足的几项基本相似准则

从严格的数理观点出发，模型与原型达到完全相似是不可能 的。但只要模型比尺选择适当，模型与原型两个水流系统仍能保 证足够的相似性。对本条规定的三项相似准则说明如下： （1）儿何相似准则。要求模型与原体之间的有关比尺符合以 下关系：

中L，A，V一长度、面积、体积。 下标r，p，m一一比尺、原体、模型。 （2）水流运动相似准则。要求模型与原体之间的有关比尺符 以下关系。

(4) (5) (6) (7)

中T，U，α，Q一一时间、速度、加速度、流量。 （3）动力相似准则。要求模型与原体之间的有关比尺符合以 关系：

（3）动力相似准则。 下关系： 质量比尺 m,=mp/mm=p,L （8） 力的比尺 F,=F,/Fm=prLT? （9） 式中m，β，F一一质量、水流密度、重力。 根据牛顿相似准则，当以重力为主要作用力时，重力比尺与 惯性力比尺应相等，即

m, =mp/mm =prL3 F, =F,/Fm = prLT?

中m，β，F一一质量、水流密度、重力。 根据牛顿相似准则，当以重力为主要作用力时，重力比尺与 性力比尺应相等，即

将 = og 带入式(11),整理转化后，得

[F.), = (ma)

=(Fr), = 1

式中FH 惯性力； V 水流速度； g一一重力加速度; L一特征长度； Fr一弗劳德数，又称重力相似准数。 按照重力相似准则，有关物理量的比尺换算关系见表1

表1重力相似比尺换算表

4.0.2为了消除或减少由其他次要作用力影响所产生的偏差

本条规定的限制条件说明如下： （1）原体水流雷诺数（Re）较大，通常处于系流阻力平方 区。模型雷诺数比原体缩小L3/2倍，有时难以达到该区。但根 据阻力相似准则的要求，模型至少应该保证在流区。根据莫迪 （Mo0dy）图解，层流和紊流的界限雷诺数大致在2500～5000 之间。 （2）根据重力相似准则，模型糙率应为原体糙率的L1/6倍。 如果模型材料糙率达不到这个要求，而且由于流程较长，对试验

成果有较大影响时，应进行糙率校正。 （3）根据英国科学家L.Kevin的理论计算，为保证模型中 对原型水流重力作用不受表面张力显著影响，一般要求模型水深 不小于3cm。 （4）对具有明显三维性流态的水工建筑物模型应采用正态 模型。

4.0.3水工（常规）模型原则上应满足重力相似准则，在特

情况下，应对简化因素带来的误差加以修正。 （1）糙率相似修正。主要是由于按照糙率相似准则，模型糙 率为原型的L1，对于泄水建筑物表面糙率较低情况，模型材料 的糙率偏大，因此在泄水流道较长的情况下会对水力参数带来 定的误差，应加以修正。 （2）表面张力相似修正。在掺气、雾化、旋涡模拟的有关试 验中应考虑表面强力相似修正，对于无法完全满足旋涡相似要求 的，应通过适当加大泄流量等方式符合流态相似要求，确定旋涡 发生的可能性及其性质。 （3）黏滞力相似修正。由于模型流态达不到紊流阻力平方区 的要求，存在水流Re数相似问题，模型水流黏滞力作用增加， 为此对泄流能力等试验结果应做适当修正。

5.0.1常规模型试验采用重力相似准则，并按正态模型设计， 能重演或预演原体水流运动现象，这是模型设计的基础。 5.0.2模型类型应根据任务要求选定，模型比尺和模拟范围选 择，应根据保证研究对象水流相似的要求，并结合试验室及测量 仪器的具体条件综合确定。

以 择，应根据保证研究对象水流相似的要求，并结合试验室及测量 仪器的具体条件综合确定。

5.0.3各类模型比尺，应尽可能大于条文规定的下限比尺，以

5.0.3各类模型比尺，应尽可能大于条文规定的下限比尺，以 减小缩尺效应

对性强的试验研究工作，包括泄洪雾化、掺气、旋涡等，这些现 象的模拟常常是次要作用力不能忽略的，因此需要提出在保证主 要作用力相似的前提下，尽可能满足这些次要作用力的相似，同 时应对这些次要作用力引起的缩尺效应加以修正。泄洪雾化模型 试验水流韦伯数应选用泄水建筑物出口断面水流水力参数确定。

6.0.1绘制模型布置图和加工详图，应具备下列资料：

（1）水工建筑物设计详图，包括平面图、面图及各个部件 的放大图。 （2）地形测量图，比例一般为1：500～1：2000。 （3）水文地质资料，包括水位一流量关系曲线、河床糙率、 悬沙和底沙颗分曲线，1m水深时的底沙起动流速及岩基分布和 节理发育破碎情况等。

.2本茶所列车的模型材科，考到材科性能、未购方使、 价格低廉和加工可行性等综合因素，具体应结合模型的特点及便 于观测等要求选用

大，可在重要地段增设支导线。同时，水准基点应选在视野较 好、不易人为破坏之处，基座应保证不变形，高程应定得适当， 并尽可能取整数。 精度控制要求是根据现有测量仪器的精度制定的，一般可以 做到

精度控制要求是根据现有测量仪器的精度制定的，一般可以

6.0.5本条所列举的是模型地形制作常用的方法及要求，其

（1）先在地形图上勾画模型导线，并与模型现场保持 致。 （2）依据导线读出并记录每条地形断面等高线的水平距离及 相应高程。 （3）断面板经锯剪加工后，按编号次序对准模型相应导线位 置，用水准仪测定高程，加以固定。 （4）模板间填料可用三合土、细沙或江河泥沙等材料，分层 排铺夯实。最后用水泥砂浆抹面粉光。

6.0.6模型校验验收是避免模型制作放样错误、保证试验精度 和提高试验质量的重要环节。对于大型或重要工程模型试验，还 应对模型关键部位的强度加以检验验收，

循环式供水系统主要设备的技术规格要求，大都根据国内主 要水工试验室的资料统计而得，并经实践经验是行之有效的，具 有实用参考价值。 蓄水池容积可按照式（13）计算： V=Ah （13） 式中V一一蓄水池容积，m3; A一一试验室平面面积，m²; h一一有效水深，h=80～200cm。 也可根据试验厅（室）水流回流长度、最大供水流量估算蓄 水池容积。一一般可按照最大供水流量要求并考虑水泵运行一定时 间的需求确定蓄水池容积。

循环式供水系统主要设备的技术规格要求，大都根据国内主 要水工试验室的资料统计而得，并经实践经验是行之有效的，具 有实用参考价值。 蓄水池容积可按照式（13）计算：

式中Qmax—一试验厅（室）最大供水流量，m/s; T水泵运行时间黎阳航空小镇市场百货建设项目招标文件.pdf，可按5～15min计算。 试验厅（室）最大供水流量可根据试验厅室功能要求确定 并由此可选用供电能力，即

P = 9. 81Qmax H/e

式中P一所需电机总功率，kW； H一计及局部水头损失和沿程水头损失的总水头，m； e一一电动机水泵综合效率，可取e一0.7。 根据上式确定的水泵总功率，结合水泵型号和试验室不同供 水流量需求情况，选用不同容量的水泵组合。水泵类型可采用离 心式水泵、潜水泵、轴流泵，具体型号和配套组合可根据试验厅 用水量和运行情况确定。 供水系统采用1～2级配水管，其中第一级为主管道，与平

水塔相连，并应在管道前段安装控制闸门，以利于管道安装、检 修，主管道应根据试验厅室功能布局需要布置，一股采用环状布 置。二级管道与相近的主管道连接，可直接接入模型前池或量水 系统。 回水槽一般采用环形或网状布置，以提高试验厅室场地利用 率，便于模型布置。 蓄水池及回水系统应定期清除泥沙淤积及漂浮物等杂物，保 证供水效率。 特定情况（如供水流量较小或所需流量超过试验厅供水能力 等）下，可取消平水塔，采用直接供水方式，但应在进入模型前 设置消浪消能及平水（或稳压）设施，确保模型进流平稳。

各种玻璃水槽、水箱和压力箱等DB22∕T 5030-2019 内置保温复合墙体技术标准，都是根据不同用途建设的 通用性固定设备。其技术规格尺寸也是参照国内主要试验室资料 统计而得，具有实用参考价值。

8.2水位（水面线）及波高量测仪器