明渠流量?jī)x表類型和解釋
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明渠流量?jī)x表類型和解釋
一:概述
非滿管狀態(tài)流動(dòng)的水路稱作明渠(open channeI),測(cè)量明渠中水流流量的儀表稱作明渠流量計(jì)。明渠流通剖面除圓形外,還有U形、梯形、矩形等多種形狀。
水路按其形態(tài)分類,各形態(tài)如圖.1所示。ISO通常稱滿水管為封閉管道,流動(dòng)是在水泵壓力或高位槽位能作用下的強(qiáng)迫流動(dòng)。明渠流則是靠水路本身坡度形成的自由表面流動(dòng)。
明渠流量計(jì)應(yīng)用場(chǎng)所有城市供水引水渠、火電廠冷卻水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工礦企業(yè)廢水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道。本文重點(diǎn)討論前面幾種工業(yè)和公用事業(yè)適用的流量測(cè)量方法和儀表,不包括較大型的水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用的流量測(cè)量方法。
國(guó)外有人估計(jì),1995年全球工業(yè)和公用事業(yè)用明渠流量計(jì)銷售臺(tái)數(shù)約占流量?jī)x表整體的1.6%,約3.5萬(wàn)臺(tái);若包括較簡(jiǎn)易的堰等使用者可自行制造未向市場(chǎng)采購(gòu)的儀表,實(shí)際裝用還要多些。國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚無(wú)估計(jì)數(shù)據(jù)。
二:類型
工業(yè)和公用事業(yè)常用的明渠流量?jī)x表按測(cè)量原理大體可分為堰法、測(cè)流槽法、流速-水位計(jì)算法和電磁流量計(jì)法。
1)堰(weir)法 在明渠適當(dāng)位置裝一擋板,水流被阻斷,水位升到檔板上端堰(缺)口,便從堰口流出。水流剛流出的流量小于渠道中原來(lái)的流量,水位繼續(xù)上升,流出流量隨之增加,直到流出量等于渠道原流量,水位便穩(wěn)定在某一高度,測(cè)出水位高度便可求取流量。
2)測(cè)流槽(flume,簡(jiǎn)稱槽)法 縮小渠道一段通道斷面成喉道部,喉道因面積縮小而流速增加,其上游水位被抬高,以增加流速所需動(dòng)能(即增加的動(dòng)能由所抬高水位位能轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)),測(cè)量抬高水位求取流量。
3) 流速-水位計(jì)算法(簡(jiǎn)稱流速-水位法) 測(cè)出流通通道某局部(點(diǎn)、線或小面積)流速,代表平均流速,再測(cè)量水位求得流通面積,乘局部流速與平均流速間的系數(shù),經(jīng)演算求取流量。
4)電磁流量計(jì)法 又分為潛水式電磁流量計(jì)和非滿管電磁流量計(jì)兩類,后者目前國(guó)內(nèi)尚未開(kāi)發(fā)。
潛水式電磁流量計(jì)是在渠道中置一擋板截流,擋板近底部開(kāi)孔并裝潛水電磁流量傳感器,水流從流量傳感器流過(guò)從而測(cè)出其流量。
非滿管電磁流量計(jì)的傳感器直接在管道裝上同口徑圓形暗渠,測(cè)量流速的原理與傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的相同,但還具備測(cè)量?jī)x表內(nèi)水位的功能,電極、磁路和測(cè)量電路則有較大差別。
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