塑料盲沟水力学性能试验
欢迎, 并得到广泛的应用。 我国从 80 年代开始研制塑料盲沟材料, 并在 90 年代初研制出可供实际工程
应用的产品。
塑料芯体是热可塑性合成树脂为主要原料, 经过改性, 在热溶状态下, 通过喷嘴挤压出细的塑料丝 条, 再通过成型装置将挤出的塑料丝在结点上熔接, 形成三维立体网状结构。 目前塑料芯体有几种不同 的截面形状: 多孔矩形、中空矩形、多孔圆形以及中空圆形 4 种结构形式的塑料盲沟产品。中空型的塑料 盲沟材通水量大、排水性能好, 而多孔型塑料盲沟材耐压性能较好。包裹在芯体外的滤膜也有多种型式, 可根据现场土质情况选用, 对于沙性土一般采用尼龙线网作为滤膜, 对于一般土质可选用 100,
2 200 /无纺土工布。 该研究项目主要是试验研究不同型式、不同尺寸塑料盲沟的通水量, 为塑料盲沟 gm
产品的推广应用提供科学依据。
2 塑料盲沟通水量试验介绍 3 () 通水量是指塑料盲沟在一定条件下 如压力、水力坡降, 单位时间内能够通过的水量, 单位为/,m s 是反映塑料盲沟排水能力的水力学性能。 塑料盲沟内的水流处于符合伯努利定律的管流及符合达西
定律的渗流之间的状态。 由于塑料盲沟
内的水流阻力系数是个变数, 通水量与水头损失呈非线性关系。 设塑料盲沟内通水量为, 测试段水头Q
α 收稿日期: 2001206221
( ) 作者简介: 吴福生19632, 男, 高级工程师, 硕士.
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() 损失为 单位为 为塑料盲沟的系数, 则有: , H m K m()Q = K H 0 < K < 1; 0 < m < 1
对于不同型号的塑料盲沟, 其关系曲线是不同的, 所以对于每一种形式的塑料盲沟都要通过试验得出通水量与水头损失之间的对应关系, 用最小二乘法拟合得出塑料盲沟通水量的计算式。若已知水力坡降 、 i
塑料盲沟长度, 根据 = ×换算出水头损失, 再由上式即可算出塑料盲沟的通水量。设计时可根据 L H iL
测试部门提供的试验检测结果确定塑料盲沟的排水能力。
塑料盲沟通水量试验是在南京水利科学研究院水工研究所固定钢板水库设备中进行, 该水库尺寸
3 为: 长×宽×高= 2. 0×2. 0×2. 5 , 水泵房、平水塔循环水系统。 测压管水头用鉴定过的英钢尺测量, m
精度为 0. 5 ; 用直角三角形薄壁量水堰测量管道过水流量, 量水堰高 0. 36 , 宽 0. 80 , 堰上水头 mm m m
52 /用南京水文仪器厂生产的测针测量, 测量精度为 0. 1 。 流量计算公式为: = , 其中: 为量水 mm Q CH C
堰的系数, 根据该量水堰的特点, 选用日本沼知?黑川?渊泽经验公式计算系数:
2 0. 2 0. 004 H 0. 14 + C = 1. 354 + +× - 0. 09H B P
其中 为堰高, 为堰上水头, 均以米计。 P H
试验取塑料盲沟材试件长 0. 5 , 为观察水流流态采用透明有机玻璃材料, 根据不同型号的塑料盲 m
沟外形尺寸, 加工成有机玻璃管, 将塑料盲沟紧密地套入有机玻璃管中间, 有机玻璃管长 3. 0 , 塑料盲 m 沟二端有 1. 25 的过渡段。有机玻璃的糙率 为 0. 008, 相对多孔塑料盲沟材来说, 其对水流的阻力可 m n
忽略不计。因此, 距塑料盲沟二端 0. 2 的稳定的过水断面设置 4 个时均压力测点, 并用玻璃三通连通, m
以施测塑料盲沟前后二断面的测压管水头, 进而得出塑料盲沟的水头损失。安装时将有机玻璃管水平放
置, 上游端与钢板水库连接, 下游端与平水室连接。
试验对南京海河土工合成材料有限责任公司生产 表 1 塑料盲沟产品型号、规格
型 号规格 的表 1 中 6 种规格的塑料盲沟进行了水力学性能的试
)( 0 20 中空耐压型 0 60×500 60 HCM YK mm 验测试。
( )0 80×500 HCM Y80 多孔重耐压型 3 塑料盲沟通水量试验结果与讨论80×500 0 ( ) 8045 中空耐压型0 HCM YK mm 0 120×500 ( ) 1200 50 中空耐压型HCM Y K mm 对表 1 所列 6 种塑料盲沟产品进行了通水量试 0 150×500 ( ) 1500 70 中空耐压型HCM Y K mm 验。 0 200×500 ( )200 多孔重耐压型HCM Y 根据试验结果由最小二乘法将塑料盲沟通水量拟
m 合成= 幂指数形式, 为了进行比较, 列于表 2。 Q K H
不同型号塑料盲沟通水量试验关系式 表 2
关联系数 塑料盲沟型号通水量试验式RK m
0. 5371= 0. 00170. 0017 0. 5371 0. 9997 HCM Y60K Q H 0. 5707800. 0033 0. 5707 0. 9993 HCM Y Q = 0. 0033H 0. 5310800. 0055 0. 5310 0. 9999 = 0. 0055HCM YK Q H 0. 5333120= 0. 00870. 0087 0. 5333 0. 9999 HCM Y K Q H 0. 46861500. 0158 0. 4686 0. 9893 = 0. 0158HCM Y K Q H 0. 5251 200HCM Y 0. 0243 0. 5251 0. 9997 = 0. 0243 Q H
- 3 ( ) 的指数 0. 46< < 0. 57, 接近 12 次方, ? 0. 5; 系数 /可见, 水头损失 m mK为 1. 7, 2. 43×10,H
反映出塑料盲沟过流断面越大, 系数 越大, 其通水量也就越大。 K
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