明渠流量仪表.doc

明渠流量仪表 1. 概 述 (open channeI)，测量明渠中水流流量的仪表称作明渠流量计。明渠流通剖面除圆形外，还有U形、梯形、矩形等多种形状。.1所示。ISO通常称满水管为封闭管道，流动是在水泵压力或高位槽位能作用下的强迫流动。明渠流则是靠水路本身坡度形成的自由表面流动。 ????国外有人估计，1995年全球工业和公用事业用明渠流量计销售台数约占流量仪表整体的1.6%，约3.5万台；若包括较简易的堰等使用者可自行制造未向市场采购的仪表，实际装用还要多些。国内应用尚无估计数据。 2、 类 型-水位计算法和电磁流量计法。1）堰(weir)法 ????2）测流槽(flume,简称槽)法 ????3） -水位计算法（简称流速-水位法） ????4）电磁流量计法 ????潜水式电磁流量计是在渠道中置一挡板截流，挡板近底部开孔并装潜水电磁流量传感器，水流从流量传感器流过从而测出其流量。????非满管电磁流量计的传感器直接在管道装上同口径圆形暗渠，测量流速的原理与传统电磁流量计的相同，但还具备测量仪表内水位的功能，电极、磁路和测量电路则有较大差别。 3、 原理与特点3、1 堰式流量计 ? 堰式流量计由堰和相应的液位计组成，薄壁堰的测量原理如图2所示，流量Q按式（1）计算。 1） K--------流量系数； h----------堰顶水头，即离堰口水位高度；n ----------取决于堰缺口形状的指数，为5/2或 3/2 。 1所示。堰口尺寸和表面粗糙度要求可查阅标准或规程ISO 1438-1，CJ/T3008.1，CJ/T3008.2，JJG771，均有具体规定。若迎流侧堰口长期使用后磨损成园角以及迎流侧堰壁粗糙变化均会产生测量误差。堰式流量计除堰板部分外，还包括相应液位计以及堰板上游足够长的直渠段和整流段等。 1 常用薄壁堰适用范围 流量公式 适用范围/m 典型流量范围 宽度B或B×b/m /m 流量范围/(m3/h) Q=Kh5/2 B=0.44~1.0h =0.04~0.12D=0.1~0.13 0.45 0.04~0.120 1.08~15.6 Q=Kh5/2 B=0.5~1.2h=0.07~0.26B/2D=0.1~ 0.75 0.6~0.8 0.07~00.260 6.6~174 Q=Kbh3/2 B= 0.5~6.3 b=0.15~5.0D=0.15~3.5≥0.06h=0.03~0.45 (0.9×0.36)~(1.2×0.48) 0.03~0.312 12.6~540 Q=Kbh3/2 B≥0.5D=0.3~2.5h=0.03~D(但，h为0.8以下且为B/4以下) 0.6~8 h.0 0.03~0.8 21.6~40260 Q为流量；K为流量系数；h为堰的水头；B为渠宽度；b为缺口宽度；D为从渠底面到缺口下缘的高度。????1） ????2） 因水头损失大，不能用于接近平坦地面的渠道；3） 3.2 槽式流量计????槽式流量计的常用测流槽有多种形式。在渠道中收缩其中一段截面积，收缩部分液位低于其上游液位，测量其液位差以求流量的测量槽，一般称作文丘里槽。还有适用于矩形明渠的巴歇尔槽(ParshaII fIume,简称P槽),适用于圆形暗渠的帕尔默.鲍鲁斯槽(PaImer BowIus fIume,简称PB槽)。在欧洲文丘里槽用的较多，在我国则以P槽和PB槽居多。1） P槽P槽外形如图3所示，喉道宽从25mm至15m，已有定性尺寸。流量Q和喉道上游液位ha间的关系式C和指数n均因规格而异。P槽可以用钢板或木版制成，也可以在现场用混凝土现浇。国内已有用聚氯乙烯塑料或玻璃钢制成的定型商品。对表面粗糙度和尺寸公差ISO 9826、CJ/T 3008.3和JJG 711均提出了要求。 hb与收缩段液位ha的比值(hb/ha称作淹没比)应小于规定直，否则便成为淹没流，且喉道应规定最高水位。P槽下游侧水位显著上升（例如涨潮，汇合支流流量剧增）会产生测量误差，有时甚至无法测量，此时可在测量扩散段水位hbJJG 711 7.1.4~7.1.6所列图表计算流量。P槽流量计的特点是；1） ????2） 水位抬高比堰小，仅为1/4，适用于不允许有大落差的渠道。2） PB槽P槽不能用于圆形暗渠，PB槽为圆形暗渠专用。PB槽原理如图4所示，圆形断面收缩成倒梯形喉道，喉道部产生射流（平均流速比水面传播的水波速度快的流动），测量上游侧水位ha，求取流量Q， （2） C和指数n是取决于PB槽口径和各构件形状尺寸的常数。倒梯形喉道的PB槽，n大约为2。 PB槽公称口径从250到3000mm，与混凝土管尺寸相对应，其长