铅鱼阻力系数与福氏数的关系

1957年宜昌水文站[12]曾采用8种铅鱼,1958年寸滩水文站曾采用10种铅鱼进行阻力系数试验,这18种铅鱼可分为两大类,第一类是一般的圆底,前半部分收缩快,后半部分收缩慢的实际铅鱼共八种;第二类是不常用的铁壳铅芯平底铅鱼,共10种。这两类铅鱼的阻力系数的变化规律,在定性上是完全一致的。但定量上有所差别,即第一类铅鱼阻力系数小,第二类铅鱼阻力系数小。为了节省篇幅这里列举第一类铅鱼阻力系数的分析结果。

图23　铅鱼阻力系数与福氏数关系

试验资料表明,由于铅鱼形状对其阻力系数影响很大,而常用的铅鱼并不很标准,使其阻力系数的变幅较大(图23)。从该图看出其阻力系数可以从0.24变成0.80。其平均值大体为C2=0.42。这可以作为在理论分析中近似的采用铅鱼阻力与流速平方成正比时的阻力系数。从中进一步看出,阻力系数与铅鱼福氏数

有一定关系,这种关系可以较粗略地由下式

图24　铅鱼特性(一)

图25　铅鱼特性(二)(www.xing528.com)

上述阻力系数试验时所采用的铅鱼,其形状特征(图24和图25)为

其中流速以毫秒计,ρ2以千克计。

附带指出,由公式(171)及前面悬索阻力系数C1=1.5,铅鱼阻力系数C2=0.42,容易得到王芝桂公式中的冲力分配系数为

此处D为毫米计,后为钟国桢也采用了此关系,系数略有修改。