Pomiar przepływu wody. Charakterystyka przyrządów i metod pomiaru przepływu wody Pomiar przepływu wody w sposób hydrauliczny
Przeczytaj także
WPROWADZANIE
Przepływ wody to główna cecha hydrologiczna rzeki, która jest niezbędna przy projektowaniu dowolnej budowli hydrotechnicznej na rzece: hydroelektrownia - do obliczenia jej mocy; system nawadniania - poznać możliwą powierzchnię nawadnianych gruntów; zaopatrzenie w wodę rzeczną - aby wiedzieć, ile wody można pobrać z rzeki itp.
Wypływ małych strumieni (strumień, źródło, źródło) można mierzyć bezpośrednio, tzw. metodą wolumetryczną. W tym celu należy zablokować ciek małą tamą, usunąć z niego rynnę, przez którą woda z cieku swobodnie spłynęłaby do naczynia o znanej objętości i zmierzyć drugą ręką ile sekund naczynie zostanie wypełnione wodą spływającą z rynny.
Metoda wolumetryczna pomiaru przepływu wody została zaproponowana przez starożytnego greckiego filozofa Herona z Aleksandrii około 100 roku naszej ery. mi.
Pierwszy pomiar przepływu Amazonki trwał trzy dni, wzięły w nim udział okręty brazylijskiej marynarki wojennej, a oprócz brazylijskich specjalistów pracowało czterech inżynierów hydrologii z US Hydrological Service. Przepływ Amazonki zmierzono po raz pierwszy w 1963 roku, zaledwie 463 lata po jej odkryciu przez V. Pinsona. Wypływ mierzono nie przy ujściu, gdzie szerokość rzeki sięga wielu kilometrów i jest prawie niemożliwe do ustalenia, ale na wąskim odcinku kanału w pobliżu miasta Obidus, w dolnym biegu (obszar dorzecza jest około 5 mln km2). Tutaj szerokość Amazonki wynosi „tylko” 2,3 km, średnia głębokość to około 45 m (maksymalna głębokość przekracza 60 m). Średni przepływ wody w pobliżu tego miasta wyniósł 170 tys. m3/s, a związany z ujściem rzeki – 220 tys. .
Przepływ wody największej rzeki w Europie - Wołgi został po raz pierwszy określony w sierpniu 1700 r. Przez angielskiego inżyniera Johna Perry'ego, zaproszony przez Piotra I do pracy w Rosji. Prędkość przepływu mierzono za pomocą pływaków. Perry uzyskał wartość przepływu zbliżoną do rzeczywistej (średnia dla sierpnia) - 6360 m3/s.
W Europie pomiary przepływu największych rzek rozpoczęto w latach 1800-1810, w Ameryce Północnej, Azji i Australii - w połowie XIX wieku, w Afryce i Ameryce Południowej - dopiero w I ćwierci XX wieku .
Celem zajęć jest uwzględnienie cech przyrządów i metod pomiaru przepływu wody. Aby to zrobić, w trakcie pracy rozwiążemy następujące zadania:
-rozważ charakterystykę przyrządów używanych do pomiaru przepływu wody;
Przeanalizujmy charakterystykę głównych metod pomiaru przepływu wody.
Praca na kursie składa się ze wstępu, dwóch rozdziałów, zakończenia i listy referencji.
ROZDZIAŁ 1. CHARAKTERYSTYKA URZĄDZEŃ STOSOWANYCH DO POMIARU KOSZTÓW WODY
pole wiatraczka hydrometrycznego,
1.1 Urządzenia do pomiaru przepływu strumieni otwartych
Do pomiaru przepływu wody w kanałach i ciekach otwartych stosuje się osłony hydrometryczne, zwężki Venturiego, jazy pomiarowe, obrotnice hydrometryczne oraz inne urządzenia i metody pomiarowe.
Konieczność pomiaru natężenia przepływu otwartych strumieni pojawia się podczas testowania turbin hydraulicznych i potężnych pomp, przy określaniu natężenia przepływu rzek i urządzeń nawadniających itp. We wszystkich tych przypadkach mamy do czynienia z ogromnymi natężeniami przepływu wody.
W niektórych przypadkach zaopatrzenia w wodę kanałami otwartymi, a także podczas testowania turbin wodnych i monitorowania ich pracy, rozpowszechniła się metoda pomiaru przepływu wody za pomocą osłony hydrometrycznej. Ta metoda jest łatwa do wdrożenia i daje dobre wyniki, jeśli podczas prac budowlanych przewidziano przeznaczenie specjalnego odcinka pomiarowego kanału z gładkimi ścianami i dnem oraz specjalnych urządzeń do mocowania i przesuwania osłony. Ta metoda pomiaru składa się z następujących (Rysunek 1.1, Osłona hydrometryczna).
Ryż. 1.1 Osłona hydrometryczna
Lekka przegroda, wykonana wzdłuż profilu kanału, jest zamocowana pionowo na wózkach, które mogą poruszać się po prowadnicach. W pozycji wyjściowej przegroda jest podniesiona i zabezpieczona zamkiem w pozycji podniesionej. Przed rozpoczęciem pomiaru przegroda jest opuszczana do przepływu i pod działaniem ciśnienia wody porusza się z prędkością przepływu w dół.
Na odcinku kontrolnym AB o długości L jest ustalany stoperem, w tym czasie przegroda opisuje objętość równą iloczynowi pola przekroju przepływu F i długości odcinka kontrolnego.
Wiarygodne wartości współczynnika mają jazy z progiem pionowym z ostrą krawędzią górną z prawidłowym (bez opadania po ścianie progu) odpływem przez jaz. Można to zapewnić dostarczając powietrze pod strumień padający.
Oprócz prostokąta próg może mieć również kształt trapezu i trójkąta.
Aby prawidłowo określić natężenie przepływu za pomocą jazów pomiarowych, muszą być spełnione pewne wymagania. Najważniejsze z nich to:
) Przed zbliżeniem się przepływu do jazu i wypłynięciem przez jaz należy zapewnić równomierny przepływ.
) Na końcu sekcji sterującej osłona jest przytrzymywana przez ogranicznik, a dolna część przegrody jest zwalniana i utrzymywana przez przepływ w pozycji nachylonej.
Innym sposobem pomiaru przepływu strumieni otwartych jest metoda pomiaru za pomocą jazów pomiarowych. Metoda ta znajduje zastosowanie w budowie zapór i innych podobnych budowli hydrotechnicznych.
Urządzenie przelewowe pokazano na rysunku 1.2
Rys.1.2 Urządzenie przelewowe
Przed jazem wykonany jest prosty kanał o gładkim dnie i ścianach, które muszą być pionowe i równoległe zarówno przed jazem, jak i za nim.
) Stabilność przepływu opadającego od progu osiąga się, jak wspomniano powyżej, dostarczając powietrze pod opadającym strumieniem. Dobry dostęp powietrza pod strumieniem jest możliwy pod warunkiem, że próg jazu znajduje się wystarczająco wysoko nad poziomem wody za jazem.
) Próg jazu od strony podejścia do wody musi mieć gładką powierzchnię oraz wystarczająco ostrą i prostokątną krawędź, która dodatkowo musi być pozioma i prosta.
Rysunek 1.3
W niektórych przypadkach do pomiaru natężenia przepływu otwartych przepływów stosuje się go (rysunek 1.3), który w zasadzie jest podobny do dyszy lub zwężki Venturiego z tą różnicą, że zmienia się przekrój przepływu w części pomiarowej kanału z natężeniem przepływu, natomiast przekrój przepływu w zamkniętym rurociągu pozostaje stały niezależnie od przepływu.
Podobnie jak w przypadku urządzeń zwężających, rozwiązując wspólnie równania Bernoulliego i ciągłość strumienia, można uzyskać zależność między natężeniem przepływu a spadkiem ciśnienia w przekrojach.
Należy zauważyć, że straty ciśnienia w kanale Venturiego są mniejsze niż w jazach pomiarowych, dzięki czemu kanał Venturiego może być szerzej stosowany. Dodatkowo cały przekrój przepływu przechodzi przez kanał Venturiego, co umożliwia pomiar przepływu zanieczyszczonej wody.
Rozważane metody pomiaru przepływu wymagają specjalnych, czasem kosztownych urządzeń, co nie zawsze jest możliwe, zwłaszcza w przypadku dużych przekrojów kanałów i rzek. W tym przypadku szeroko stosowana jest metoda pomiaru natężenia przepływu przez średnią prędkość przepływu na określonym odcinku. W tym celu szeroko stosowane są obrotnice hydrometryczne (rysunek 1.4).
Rys. 1.4 Obrotnice hydrometryczne
Po zanurzeniu w strumieniu wody łopatka obraca się z prędkością proporcjonalną do prędkości strumienia w miejscu pomiaru.
1.2 Statek zautomatyzowany kompleks „Stvor”
Przeznaczony do szybkiego określania przepływu wody w średnich i dużych rzekach. Zasada jego działania polega na wyznaczaniu natężenia przepływu wody przez aktualną prędkość mierzoną w powierzchniowej warstwie wody podczas ruchu statku po osi hydraulicznej, kąt między kierunkiem wektora prędkości a linią osiowania oraz głębokość kanału. Przetwarzanie wyników pomiarów i obliczanie natężenia przepływu wody z uwzględnieniem współczynnika przejścia od powierzchni do średniej prędkości prądu odbywa się automatycznie podczas ruchu statku. Przepływy (m3/s) są rejestrowane na wyświetlaczu cyfrowym.
Kompleks Stvor może być używany na małych łodziach (łodziach, motorówkach) o niemagnetycznym kadłubie. Składa się z wysięgnika 1 do opuszczania instrumentów do strumienia, echosondy hydrofonu 3 do pomiaru głębokości kanału, prędkościomierza 4 z wiatrowskazem 2, czujnika indukcyjnego 5 do pomiaru kąta pomiędzy kierunkiem prąd i linię wyrównującą, wyposażenie, w tym jednostkę rejestrującą głębokość 6, jednostkę obliczeniową natężenia przepływu 7 i cyfrowy wskaźnik przepływu 8, zestaw kabli połączeniowych.
Ryż. 1.5 Główne składniki kompleksu „Stvor”
Sprzęt zasilany jest ze źródeł prądu stałego 27 V.
Zakres pomiaru głębokości 0,5-20 m, prędkość 0,5-3,0 m/s; błąd pomiaru przepływu 5%.
Metoda ta wyróżnia się wysokim stopniem automatyzacji procesu pomiarowego, szybkością pracy hydrometrycznej, co sprawia, że ma szczególne znaczenie praktyczne w przypadku gwałtownych wzrostów i spadków stanów wody.
1.3 Aktualne metry
Istnieje wiele konstruktywnych odmian gramofonów. Główną cechą wyróżniającą obrotnice jest położenie osi obrotu ostrzy: z poziomą lub pionową osią obrotu. Największe zastosowanie otrzymały gramofony z osią poziomą GR-21M, GR-55 itp.
Obrotnica hydrometryczna GR-21M (rys. 1.6) składa się z następujących głównych części: korpusu 14, ogona (stabilizatora) 13, podwozia z mechanizmem stykowym i śmigła łopatkowego 3 oraz sygnalizatora.
Rys. 1.6 Urządzenie gramofonu hydrometrycznego GR-21M
Obudowa 14 służy do przegubowego połączenia części obrotnicy, przymocowania jej do drążka lub krętlika 10 i podłączenia obwodu sygnałowego. Obudowa w przedniej części posiada wnękę, do której wkładana jest oś zmontowanej obudowy 5 i mocowana w niej śrubą blokującą 6. Dwa zaciski 8 (izolowany) i 9 (połączony z obudową) służą do podłączenia sygnału przewody obwodu. W tylnej części korpusu znajduje się tuleja do mocowania obrotnicy do pręta lub zawieszenia-krętlika (w przypadku pracy z linką) za pomocą śrub dociskowych 11. Stabilizator 13 mocowany jest z tyłu korpusu za pomocą śruby 12, który służy do ustalenia osi obrotnicy za obrotnicą. Z boku tuleja posiada wyprofilowaną szczelinę ze wskaźnikiem do odczytu położenia osi obrotnicy na pręcie.
Podwozie obrotnicy składa się ze stałej osi 5 z mechanizmem stykowym (przekładnia ślimakowa, kołek stykowy, sprężyna, śruba i drążek przewodzący prąd elektryczny łączący sprężynę stykową z gniazdem wtyku 7), dwa łożyska skośne 2, wewnętrzna tuleja dystansowa 16, zewnętrzna tuleja 15 i nakrętka osiowa 1. Podwozie wchodzi do cylindrycznej wnęki ostrza 3 i jest w niej mocowane za pomocą tulei zaciskowej 4.
Sygnalizator, składający się z listwy zaciskowej, dzwonka (żarówki), wyłącznika i przewodów sygnałowych, służy do zamiany impulsu elektrycznego na sygnał dźwiękowy (świetlny). Obwód elektryczny zasilany jest ze źródła prądu stałego 3 V.
Zasada działania obrotnic hydrometrycznych opiera się na regularnej zależności między prędkością obrotową łopatkowego śmigła obrotnicy a prędkością nadchodzącego przepływu. Wraz z ostrzem obraca się tuleja, która przenosi obrót ostrza na przekładnię ślimakową. Mechanizm stykowy z wiatrakiem uzupełnia obwód sygnału elektrycznego przy każdym pełnym obrocie przekładni ślimakowej, co odpowiada 20 obrotom łopatki zębnika. W momencie zamknięcia obwodu miga lampka lub dzwoni dzwonek, co umożliwia ustalenie liczby obrotów śmigła łopatkowego obrotnicy. Za pomocą stopera określ czas od uruchomienia obrotnicy (sygnału) do każdego kolejnego sygnału. Licząc całkowitą liczbę obrotów łopatki przędzarki i dzieląc je przez czas jej pracy, określa się prędkość obrotową śmigła łopatki (liczbę obrotów na sekundę).
Do przełączania z prędkości obrotowej łopatki łopatki n na prędkość przepływu wody ui wykorzystuje się krzywą kalibracyjną – wykres zależności prędkości prądu od liczby obrotów śmigła łopatkowego na sekundę: u = f (n), oficjalny dokument każdej łopatki hydrometrycznej, która została skalibrowana w specjalnym basenie kalibracyjnym.
Błystka GR-21M wyposażona jest w dwa śmigła łopatkowe: śmigło nr 1 (główne) o średnicy 120 mm i skoku geometrycznym 200 mm stosowane jest podczas pracy z żerdzi przy natężeniu przepływu do 2 m /s, a śmigło nr 2 jest bezkomponentowe, o średnicy 120 mm i skoku geometrycznym 500 mm, używane podczas pracy z kablem przy prędkościach przepływu powyżej 2 m/s.
Niskie prędkości przepływu nie powodują obracania się śmigła. Najniższa prędkość u0, przy której siła oddziaływania przepływu na śmigło z łopatkami jest równa wartości oporu, a śmigło z łopatkami obraca się nierównomiernie, nazywana jest prędkością początkową obrotnicy. Dla gramofonu GR-21M prędkość początkowa wynosi 0,04 m/s, a prędkość maksymalna 5 m/s.
Obrotnica hydrometryczna GR-55 jest niewielkich rozmiarów, różni się od GR-21M rozmiarem śmigła łopatkowego. Śruba nr 1 o średnicy 70 mm o skoku geometrycznym 110 mm stosowana jest przy prędkościach przepływu 0,1-2,5 m/s, błąd pomiaru nie przekracza ± 1,5%; śruba nr 2 o średnicy 70 mm o skoku geometrycznym 250 mm stosowana jest przy prędkościach przepływu 2-5 m/s (błąd ± 1,5%). Przy prędkościach mniejszych niż 0,2 m/s błąd pomiaru wzrasta do 10%.
Mikro gramofony. Wady opisanych powyżej gramofonów hydrometrycznych to: śruba o stosunkowo dużej średnicy ma pewną bezwładność, co zmniejsza jej czułość; obecność przekładni ślimakowej i konwencjonalnych łożysk kulkowych zwiększa odporność mechaniczną na obrót ślimaka, co prowadzi do jej niestabilnej pracy i wzrostu błędów pomiarowych przy małych prędkościach przepływu.
W związku z tym w mikroobrotach stosuje się śruby o małej średnicy (4-40 mm), wykonane z materiałów o gęstości zbliżonej do wody; w celu zmniejszenia oporu obracają się w łożyskach agatowych lub rubinowych; obudowy mikrogramofonów są znacznie mniejsze i ważą; w obwodzie elektrycznym zastosowano obwód bezkontaktowy.
Jedną z takich konstrukcji jest zmodernizowany hydrometryczny mikrorotator cyfrowy GMTsM-1, opracowany w TsNIIKIVR i wyprodukowany przez STC „Complex” (Mińsk). Składa się z czujnika prędkości i jednostki przetwarzającej informacje pomiarowe.
Czujnik (rys. 1.7) przeznaczony jest do tworzenia impulsów elektrycznych, których częstotliwość charakteryzuje mierzone natężenie przepływu. Składa się ze śruby nożowej 4, jej uchwytu (korpusu) 1, elektrody 3, śruby regulacyjnej 2, złączki 7 do montażu na pręcie ze śrubą 5. Śruba nożowa 4 jest podstawowym konwerterem natężenia przepływu wody na sygnał elektryczny .
Ryż. Czujnik prędkości mikrorotatora 1,7 GMTsM-1.
Gdy łopatka śmigła 4 przechodzi przed nieosłoniętym końcem elektrody 3, przewodność w obwodzie elektrycznym „elektroda 3 – korpus 1” zmienia się, co prowadzi do przerwania prądu w obwodzie. Amplituda generowanych impulsów zależy od wielkości szczeliny pomiędzy biegunem elektrody a końcem łopatki śmigła. Optymalną wartość szczeliny 0,2-0,3 mm ustawia się za pomocą śruby regulacyjnej 2. Impulsy są podawane kablem 6 na wejście jednostki przetwarzania informacji pomiarowej (nie pokazano na rys. 1.7). Ta ostatnia obejmuje następujące jednostki elektroniczne: 1) tworzenie impulsów; 2) ustawienie współczynników równania kalibracyjnego dla śmigła (np. u = 0,0391 n + 0,0024); generator zegara; 4) zarządzanie i informatyka; 5) faktury i deszyfrowanie; 6) wskazania. Wynik pomiaru wyświetlany jest na wyświetlaczu w postaci liczbowej wm/s.
Granice pomiaru 0,05-4,0 m/s; błąd ± 2,0%. Czas jednego pomiaru prędkości przy użyciu śmigła łopatkowego o średnicy 15 mm wynosi 35-45 s, śmigła 25 mm – 50-80 s. Zasilanie mikrorotatora prądem stałym 1,5-9 V, pobór prądu nie większy niż 6 mA.
Gramofon przechowywany jest w pudełku wraz z baterią, sygnalizatorem, przewodami i akcesoriami do jego konserwacji.
Aby zanurzyć obrotnice w wodzie i zainstalować je w żądanych punktach w przekroju przepływu, stosuje się różne urządzenia instalacyjne, które obejmują: pręty, kable, wciągarki, obciążniki wyważające itp.
Na głębokości do 3 m gramofony zanurzane są w wodzie za pomocą prętów oporowych lub wiszących, czyli metalowych rurek oznaczonych na wysokość co 5-10 cm.
Na głębokości powyżej 3 m, gdy trudno jest pracować z prętem, gramofony opuszcza się do wody za pomocą cienkich linek o średnicy 2-4 mm. Głębokość zanurzenia gramofonu jest określana przez oznaczenia na kablu lub za pomocą specjalnego licznika głębokości. Do obrotnic przymocowane są żeliwne lub ołowiane obciążniki o wadze od 10 do 80 kg, w zależności od prędkości prądu.
Kabel jest podłączony do gramofonu i obciążenia za pomocą specjalnego urządzenia zwanego krętlikiem. Obniżanie i podnoszenie obrotnic za pomocą wciągarki ręcznej.
Dla każdego gramofonu należy zawsze przechowywać świadectwo kalibracji, które wskazuje: typ i numer gramofonu; data ostatniej kalibracji; organizacja, która przeprowadziła kalibrację; krzywa kalibracyjna lub równanie krzywej kalibracyjnej.
Gramofony to precyzyjne instrumenty, które wymagają ostrożnej obsługi i pielęgnacji. Przed montażem gramofonu należy dokładnie sprawdzić stan jego części, zwracając szczególną uwagę na stan śruby, osi urządzenia, łożysk, styków i okablowania elektrycznego. Po pracy gramofon rozbiera się na główne części, które są czyszczone, myte benzyną i wycierane najpierw do sucha, a następnie szmatką lekko zwilżoną olejem.
Podczas pracy w zimie stół obrotowy może pokryć się lodem, którego nie wolno usuwać przez stukanie lub skrobanie. Aby usunąć lód, wirówkę należy zanurzyć w ciepłej wodzie. Podczas transportu gramofon musi być chroniony przed wstrząsami.
ROZDZIAŁ 2. CHARAKTERYSTYKA GŁÓWNYCH METOD POMIARU KOSZTÓW WODY
2.1 Pomiar przepływu wody za pomocą areometru
Metoda wielopunktowa (szczegółowa) polega na pomiarze przepływu wody wzdłuż zwiększonej liczby pionów szybkich 10-15 w porównaniu do zwykłej metody z pomiarem prędkości w 5-10 punktach (powierzchnia; 0,2; 0,6; 0,8; .; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; dolny - jeśli kanał nie jest wolny) na każdym pionie. Metoda wielopunktowa zapewnia najdokładniejsze natężenie przepływu. W pierwszym roku ich eksploatacji zrzuty wody mierzone są na nowo otwartych odcinkach hydraulicznych metodą wielopunktową (co najmniej 10 zrzutów w różnych fazach reżimu).
Główna metoda, w której liczba szybkich pionów jest zmniejszona 1,5-2 razy w porównaniu do szczegółowej, a prędkości przepływu są mierzone w 2-3 punktach na każdym pionie.
Metodę integracji pionowej stosuje się na głębokościach większych niż 1 mi prędkościach prądu powyżej 0,2 m/s. Pomiar wykonywany jest za pomocą zintegrowanej instalacji GR-101.
Metodę przyspieszoną stosuje się do szybkich zmian poziomu podczas pomiaru przepływu wody przy intensywnym odkształceniu koryta, w obecności zmiennych cofnięć oraz w innych niesprzyjających warunkach.
Skrócone metody obejmują pomiar przepływu wody przez średnią prędkość w 1-2 reprezentatywnych pionach lub prędkość jednostkową w punkcie 0,2 jej głębokości roboczej.
2.2 Pomiar przepływu wody za pomocą pływaków
Pomiary za pomocą pływaków powierzchniowych. Dokładność pomiarów spławików jest znacznie niższa niż w przypadku obrotnic, dlatego też spławiki powierzchniowe są wykorzystywane w badaniach rozpoznawczych rzek, gdy obrotnice zawodzą. Przy intensywnym dryfie lodu, kiedy pomiary obrotówki stają się niemożliwe, a oddzielne kry służą jako pływaki.
Pomiary spławikowe wykonywane są przy spokojnym lub lekkim wietrze 2-3 m/s. Wzdłuż wybrzeża biegnie autostrada równolegle do głównego kierunku nurtu, a prostopadle do niej podzielone są trzy odcinki: górna, środkowa i dolna. Odległość między bramkami jest przypisana tak, aby czas trwania pływania między nimi wynosił co najmniej 20 sekund.
Pomiar prędkości prądu przez pływaki powierzchniowe polega na określeniu czasu przejścia przez nie odległości od górnej do dolnej linii oraz miejsc przejścia przez środkową linię.
W zasięgu wodowania pierwszy spławik jest zrzucany z brzegu lub wypuszczany z łodzi i w momencie przekroczenia górnego zakresu, na sygnał obserwatora stojącego w tym zakresie, technik uruchamia stoper. W momencie, gdy spławik przekroczy linię środkową, zaznacza się miejsce przejścia od stałego początku wzdłuż zaznaczonej liny lub wycięcia od brzegu przyrządem goniometrycznym. Gdy pływak mija dolne ustawienie na sygnał obserwatora stojącego w tym ustawieniu, technik zatrzymuje stoper.
Kolejny pływak jest wypuszczany w pewnej odległości od pierwszego i cała praca pomiaru prędkości przepływu jest powtarzana w tej samej kolejności. W sumie wypuszczanych jest 15-20 pływaków, równomiernie rozmieszczonych na szerokości rzeki.
Jeśli nie ma możliwości wodowania spławików na całej szerokości rzeki, na przykład na rzekach o wartkim nurcie, gdzie spławiki są przenoszone na środek nurtu, o przepływie wody decyduje największa prędkość powierzchniowa. W tym przypadku 5-10 pływaków jest wprowadzanych na część prętową przepływu. Spośród wszystkich wystrzeliwanych pływaków wybierane są trzy o najdłuższym czasie trwania skoku, różniące się od siebie czasem nie więcej niż 10%; przy większym odchyleniu czasu trwania skoku uruchamia się kolejne 5-6 pływaków.
Zapis wyników pomiarów przepływu wody przez pływaki odbywa się w księdze KG-7M (n).W celu określenia natężenia przepływu wykreśla się wykres czasu trwania pływaków, na którym znajdują się odległości od stałego początku do miejsce, w którym pływaki przechodzą, środkowe wyrównanie jest kreślone wzdłuż osi poziomej, a czas trwania pociągnięcia jest kreślony wzdłuż osi pionowej, unosi się między górną i dolną sekcją. Na wykreślonych punktach wykonywany jest średni wykres rozkładu czasu trwania ruchu spławika na szerokości rzeki. W miejscach, w których wykres jest załamany, a w przypadku jego gładkiego kształtu, w równych odległościach przyporządkowanych jest co najmniej 5-6 pionów szybkich, które dla ułatwienia obróbki są połączone z pionami pomiarowymi. Dla każdego pionu o dużej prędkości, prędkość prądu powierzchniowego oblicza się, dzieląc odległość między górną i dolną sekcją przez czas trwania suwu pływaka zaczerpnięty z wykresu.
Mnożąc powierzchnie przedziałów między pionami szybkimi przez połowę sumy prędkości powierzchniowych na nich, otrzymuje się częściowe fikcyjne natężenia przepływu wody qfz. Ich suma z uwzględnieniem współczynników brzegowych daje całkowity fikcyjny przepływ wody Qf. Rzeczywiste natężenie przepływu oblicza się ze wzoru
K - współczynnik przejścia, który jest obliczany według wzoru D.E. Skorodumowa
K=s2/5/s2/3+1,6
Jeżeli największą prędkość powierzchniową mierzy się za pomocą pływaków, to służy do obliczenia natężenia przepływu wody Q=KmaxVmaxF, gdzie Vmax jest średnią wartością prędkości trzech najszybszych pływaków; Knaib \u003d 1-5,6ghI / Vmax (h-średnia głębokość przepływu; g-przyspieszenie swobodnego spadania) Obszar F odcinka wodnego.
2.3 Pomiar przepływu wody za pomocą głęboko osadzonych pływaków i pływaków integratora
Pływaki tego typu są wykorzystywane do pomiaru stosunkowo małych prędkości przepływu (do 0,15-0,20 m/s), gdy pomiary przędzarki nie są zbyt wiarygodne. I określić granice martwej przestrzeni. Prędkości prądów mierzone są z łodzi, na której ustawia się trzy poziome szyny: górną, środkową i dolną w odległości 1 m. Za pomocą drążka wypuszczany jest głęboki pływak. Stoper określa czas, w którym pływak pokona odległość od górnej do dolnej linii trasowania. W każdym momencie pływak jest uruchamiany co najmniej trzy razy. Prędkość w punkcie oblicza się dzieląc długość podstawy - odległość między bramkami przez średni czas trwania ruchu pływaka. Przepływ wody obliczany jest analitycznie w taki sam sposób, jak przepływ wody mierzony przez stół obrotowy, zapisy prowadzone są w KG-3M (n).
Hydrauliczny pomiar przepływu wody
Stosuje się go, gdy nie można zmierzyć przepływu wody innymi sposobami. Zużycie wody oblicza się według wzoru Q=VсрF, Vср=C RJ, gdzie R jest promieniem hydraulicznym; nachylenie wzdłużne J; Współczynnik prędkości C lub współczynnik Chezy'ego C=1/nR x-1,5 n przy R<1 м;x-1,3 n при R>1m.
2.4 Analiza zrzutów wód zmierzonych szczegółowo w celu ustalenia możliwości przejścia na główną metodę pomiaru
Analiza polega na doborze fragmentu pionów szybkobieżnych, według wartości średniej prędkości przepływu, dla których możliwe jest skonstruowanie wykresu rozkładu prędkości na szerokości rzeki, zbliżonego do wykresu zbudowanego dla wszystkie branże.
Wybór szybkich pionów odbywa się w następujący sposób. Dla każdego pionu szybkiego, oprócz graficznej obróbki wypływu, obliczana jest analitycznie wartość średniej prędkości przepływu dla zredukowanej liczby punktów: 0,2 i 0,8 głębokości roboczej w kanale swobodnym; 0,15; Głębokość robocza 0,50 i 0,85 dla wyładowań mierzonych podczas zamarzania i zarastania kanału. Wartości średniej prędkości stosuje się do rysowania graficznego przetwarzania mierzonego szczegółowo przepływu wody, a następnie rysuje z nich wykres rozkładu średniej prędkości przepływu na szerokości rzeki. Dla głównej metody pomiaru przepływu wody wybiera się te piony prędkości, na których wartości średniej średniej prędkości obliczonej ze zredukowanej i całkowitej liczby punktów pokrywają się lub nieznacznie różnią. Zmniejszając liczbę pionów szybkich, jeden z nich należy przypisać w części rdzeniowej przepływu, a resztę - w miejscach głównych pęknięć wykresu.
Zgodnie z wybraną liczbą pionów wszystkie zrzuty wody są obliczane po raz drugi już w zwykły sposób analityczny. Zwykła metoda analityczna umożliwia zmniejszenie liczby szybkich wertykałów do 7-8, a w niektórych przypadkach do 5.
Wartość każdego przepływu obliczona analitycznie jest porównywana z przepływem przetwarzanym graficznie i przyjmowana jako standard.
Przejście na główną metodę pomiaru jest możliwe pod warunkiem:
1.błąd systematyczny kosztów obliczonych analitycznie nie przekracza 2%;
2.średni błąd całkowity nie przekracza 3%;
.największy błąd pojedynczego natężenia przepływu, pomniejszony o błąd systematyczny, nie przekracza 5%.
2.5 Analiza pomiaru przepływu wody w celu przejścia na metodę zredukowaną
Analiza polega na wybraniu jednej prędkości pionowej w części rdzeniowej przepływu, przy której wartość prędkości (średnia, w punkcie 0,6 lub 0,2), pomnożona przez stały współczynnik, różni się od średniej prędkości odcinka wodnego o nie więcej niż 10%.
2.5.1 Stopniowanie gramofonów w terenie
Produkowane w przypadku, gdy niemożliwe jest przesłanie gramofonu do basenu kalibracyjnego. Kalibrację w przepływającej wodzie wykonuje się poprzez porównanie odczytów testowego stołu obrotowego. W tym celu na żyjącym odcinku rzeki zaznacza się kilka punktów o różnych prędkościach, a w każdym z nich prędkość mierzy się najpierw za pomocą działającego obrotnicy, a następnie badanego i ponownie pracującego. Wiatraczek w punkcie utrzymuje się przez co najmniej 250 sekund. Prędkość w punkcie przyjmuje się jako średnią arytmetyczną z dwóch pomiarów wykonywanych przez działający stół obrotowy. Na podstawie liczby obrotów badanego obrotnicy oraz wartości prędkości obrotnicy pracującej konstruowana jest krzywa wzorcowania obrotnicy kalibrowanej.
Kalibrację polową w stojącym zbiorniku można przeprowadzić przez bezpośrednią kalibrację i porównanie z przykładowym stołem obrotowym.
Do kalibracji polowej dowolną metodą wymagany jest zbiornik ze stojącą wodą (staw, jezioro) o długości 100-150 m, głębokości co najmniej 10 m, wolny od roślinności wodnej. Do tarowania można użyć łodzi wiosłowej lub motorówki. Podczas bezpośredniej kalibracji na dziobie łodzi w specjalnym odsadzeniu mocuje się pręt z obrotnicą testową, opuszczany na głębokość co najmniej 0,5 m od powierzchni. Długość wyprowadzenia powinna być taka, aby odległość od dziobu łodzi do obrotnicy wynosiła co najmniej 1,5 m.
Po skalibrowaniu łódź porusza się ze stałą prędkością wzdłuż linii bieżącej linii trasowania. W sumie odbywa się 20-30 wyścigów z różnymi prędkościami. Kalibracja odbywa się za pomocą dwóch stoperów: pierwszy określa czas przepłynięcia przez łódź toru roboczego, a drugi określa czas między początkiem a końcem nadejścia sygnałów obrotnicy na tor kalibracyjny. Podczas przetwarzania wyników kalibracji dla każdego przebiegu obliczana jest prędkość v i liczba obrotów śmigła z łopatkami na sekundę n.
2.6 Przyspieszone metody pomiaru przepływu wody
6.1 Ogólna charakterystyka przyspieszonych metod pomiaru przepływu wody
Wielopunktowe pomiary przepływu wody za pomocą obrotnic wymagają znacznej inwestycji czasu. Oczywiście w warunkach zmienności przepływów wody osiągany jest najmniejszy błąd pomiaru, który opłaca się ich długi czas trwania. Sytuacja wygląda inaczej, gdy obserwuje się wyraźny niestabilny ruch wody, charakterystyczny zarówno dla naturalnych powodzi, jak i wylewów ze zbiorników. W tym przypadku długi czas trwania pomiarów generuje dodatkowe błędy związane ze zmiennością przepływów wody. W tych warunkach przyspieszenie pomiarów zapewnia nie tylko oszczędność czasu, ale także wzrost dokładności uzyskiwanych danych. Metody pomiarów przyspieszonych są bardzo zróżnicowane: obok obserwacji punktowych zaliczają się do nich tak złożone, jak f - integracja, akustyczna i aerohydrometryczna. Rozważmy główne rodzaje pomiarów przyspieszonych, zarówno powszechnie stosowanych obecnie, jak i przeznaczonych do wdrożenia w najbliższej przyszłości.
Przy zredukowanych metodach pomiaru liczba szybkich pionów zmniejsza się do jednego lub trzech, pod warunkiem, że odchylenie standardowe kosztów uzyskanych w tym przypadku od wyników pomiaru metodą główną nie przekracza 5%. Istnieją dwie opcje pomniejszonych pomiarów:
) zastosowanie modelu interpolacyjno-hydraulicznego
) wykorzystanie jej reprezentatywnych elementów
Interpolacyjno-hydrauliczny model przepływu wody opiera się na reprezentacji zmierzonej średniej prędkości pionowej jako sumy dwóch składowych
gdzie vi jest składową zmierzonej prędkości, napędzanej hydraulicznie głębokością pionową. Jeśli przyjmiemy, że nachylenie powierzchni swobodnej i współczynnik chropowatości są stałe na szerokości przepływu, to
Druga ogólnie zmienna składowa w zależy od cech struktury kinematycznej przepływu i dlatego nazywana jest składową strukturalną średniej prędkości na pionie (zawiera również średnie przypadkowe błędy pomiarowe).
wartości wi nie podążają za zmianami głębokości. Dlatego dla przedziału średniej wielkości ich interpolacja liniowa jest akceptowalna. Na podstawie którego możemy sobie wyobrazić postać następującego wzoru:
W oparciu o powyższe przesłanki I.F. Karasev i V.A. Reminyuk zsyntetyzował następujący model przepływu wody, zwany interpolacyjno-hydraulicznym:
gdzie hs jest średnią głębokością w przedziale między pionami szybkimi; Współczynnik wagowy Ps: Ps = 0,5 dla przedziałów przybrzeżnych (s = 1; s = N) ; Ps - 0,5 dla wszystkich pozostałych przedziałów (1 Wartości a0 są ustalane zgodnie z charakterystycznymi fazami reżimu na podstawie specjalnych wielopunktowych (szczegółowych) pomiarów. Jednocześnie a0 można obliczyć bezpośrednio z danych każdego konkretnego pomiaru elementów przepływu wody. gdzie Nb to liczba szybkich pionów. Zaletą interpolacyjno-hydraulicznego modelu przepływu wody w porównaniu z modelem jest to, że praktycznie eliminuje błąd systematyczny – niedoszacowanie przepływu wody przy zmniejszeniu liczby piony szybkobieżnej. Efekt ten uzyskuje się dzięki temu, że interpolacja średnich prędkości na pionach vi(j) wzdłuż szerokości przedziału między nimi jest realizowana z uwzględnieniem rozkładu głębokości. Należy zauważyć, że model interpolacyjno-hydrauliczny jest również lepszy od graficznej metody przetwarzania przepływu wody, w której średnie prędkości na pionach są interpolowane liniowo. Korzystając z modelu interpolacyjno-hydraulicznego, wystarczy zmierzyć prędkości tylko na trzech lub czterech pionach rozmieszczonych w równych odległościach. W kanale stabilnym, gdy powierzchnia otwarta F staje się jednowartościową funkcją poziomu, wszystkie pomiary przepływu wody sprowadzają się do określenia średniej prędkości przepływu v. Ale od dawna zauważono, że jego wartość jest ściśle związana z prędkościami przepływu w dowolnym punkcie lub średnią prędkością na pionie, które nazywamy reprezentatywnymi. Jako prędkość reprezentatywną przyjmuje się maksymalną prędkość w przekroju przepływu lub w punkcie pionowego pręta na głębokości 0,2h. Jednocześnie na podstawie danych z poprzednich pomiarów wielopunktowych konstruowana jest zależność vcp=f(umax) lub vcp=f(u0,2h), którą można przedstawić analitycznie w postaci równań regresji: Współrzędna punktu o maksymalnej prędkości przepływu nie pozostaje stała, a szczelność połączenia jest często niewystarczająca (rozproszenie sięga 15%). Taka niepewność nie daje podstaw do uznania umax za oczywiście reprezentatywny element wyznaczania średniego natężenia przepływu. W związku z tym propozycja E.P. Burawlew do wykorzystania jako reprezentatywnych średnich prędkości na pionach w przybrzeżnych częściach potoku, znajdujących się w odległości 0,2V i 0,8V (licząc od jednej z krawędzi wody). Obliczone równanie regresji przybiera w tym przypadku postać Dokładność określania zrzutu wody przez reprezentatywne elementy nie jest taka sama dla różnych faz reżimu hydrologicznego. Jeśli weźmiemy pod uwagę pojedyncze stanowisko, to z analizy wynika, że zastosowanie elementów reprezentatywnych prowadzi do wystarczająco wiarygodnych wyników tylko przy stosunkowo niewielkich zrzutach Q/Qmax>0,25, gdzie Qmax jest średnim długookresowym maksymalnym zrzutem wody. Ta zależność kryterium może służyć jako wskazówka podczas organizowania pomiarów. W kanałach, w których zachowana jest pryzmatyka i stabilność kształtu kanału, do wyznaczenia vcp wystarczy użyć jednego reprezentatywnego pionu. Według AA Osipovich i V.P. Ragunowicz (TsNIIKIVR), ten pion znajduje się w odległości 0,2b od krawędzi wody w kanale (b to połowa szerokości kanału wzdłuż dna - patrz ryc. 1). Odchylenie lokalnych prędkości przepływu na tym pionie od średniej dla całego przepływu mieści się w granicach 2-3%. Do przyspieszenia pomiarów średnich prędkości na pionach wykorzystywane są instalacje - integrator GR-101 oraz półautomatyczny pręt z baterią mikroobrotówek, opracowany przez M.I. Birckij (CNIIKIWR). 2.6.2 Pomiary integracyjne ze statku w ruchu Integrację aktualnych prędkości z poruszającego się statku można wykonać: a) obrotnicę (lub inny konwerter prędkości) zamocowany na pewnym (stałym) horyzoncie (integracja pozioma); b) Obrotnica poruszająca się zygzakiem od powierzchni do dna cieku iz powrotem przez cały czas ruchu statku po linii. Ze względu na trudności techniczne integracja zygzakowa nie stała się powszechna, dlatego poniżej omówiono jedynie integrację poziomą. Rys. 2.1 Schemat ideowy całkowania pomiaru przepływu wody ze statku w ruchu: a – elementy geometryczne schematu, b – dodanie wektorów prędkości Pozioma integracja prędkości odbywa się zwykle w warstwie powierzchniowej, ponieważ najlepiej badane są współczynniki przejścia od powierzchni do średniej prędkości przepływu. Schemat ideowy pomiaru całkowania przedstawiono na rys. 2.1 oraz jednego z wariantów zespołu instrumentalnego opracowanego w GGI. Zmierzone bezpośrednio: a) głębokość h wzdłuż linii trasowania (są rejestrowane przez echosondę), b) wynikowe przyspieszenie jest sumą wektorową przyspieszenia prądu powierzchniowego i prędkości statku uc, c) kąt? między osią obrotnicy a linią hydrauliczną. Jeżeli wszystkie te elementy przyporządkujemy elementarnemu odcinkowi strumienia s o szerokości równej odległości, jaką statek pokonuje wzdłuż celu w dość krótkim odstępie czasu ?t: wtedy możesz uzyskać fikcyjny częściowy przepływ w tym przedziale Następnie wartości qfs mnoży się przez współczynnik K, który zapewnia przejście od zużycia fikcyjnego do rzeczywistego. Współczynnik ten powinien być znany z góry dla danej linii trasowania na podstawie wyników obserwacji specjalnych. Rzeczywiste wartości qs w specjalnej jednostce obliczeniowej są sekwencyjnie sumowane (integrowane) w miarę przemieszczania się statku wzdłuż odcinka hydraulicznego z jednego brzegu do drugiego w czasie T, co pozwala na uzyskanie całkowitego przepływu wody W przypadku ukośnego przepływu strumienia wzrasta, a my stajemy się bardziej skomplikowani i wymaga uwzględnienia kąta ukośnego strumienia ?do którego nie wiadomo z góry. Jeśli jednak kąt skośnego strumienia nie jest zbyt duży (mniejszy niż 200), można zastosować ten sam wzór (8). Aby skompensować powstałe w tym przypadku błędy, zaleca się dwukrotne całkowanie prędkości (z jednego banku do drugiego i z powrotem) i przyjęcie jako wyniku pomiaru połowy sumy uzyskanych wartości. Jedną z głównych zalet metrologicznych integracji poziomej prędkości prądów jest eliminacja błędu interpolacji średnich prędkości na pionach, a ten błąd jest głównym w przypadku pionowej dyskretyzacji modelu przepływu wody. Wyrażenie (8) odnosi się do przypadku, gdy całkowanie prędkości przepływu odbywa się w warstwie powierzchniowej za pomocą nie zakopanego miernika prędkości (z=0). Jeżeli na rzece występuje zauważalna fala, pojawiają się pływające rumowiska lub formacje lodowe, należy opuścić metr pod powierzchnię wody na głębokość z. Zmierzone w tym przypadku natężenie przepływu Qz nie będzie równe fikcyjnemu natężeniu przepływu Qp. Odpowiedni współczynnik korygujący jest określony przez zależność uzyskaną przez I. F. Karaseva: gdzie? = (bl+bp)/B - niebadana część szerokości kanału (patrz rys. 1); ? = hmax / hcp - współczynnik kompletności przekroju; m = 24,0 m0,5/s to empiryczny współczynnik Bazina. Przejście do rzeczywistego zużycia odbywa się zgodnie ze stosunkiem Dokładność pomiaru całkowania prędkości prądu w znacznym stopniu zależy od prędkości statku poruszającego się wzdłuż linii uc: wraz z jej wzrostem pojawiają się błędy pomiaru nie tylko ze względu na krótki czas całkowania T, ale również ze względu na zmniejszenie w górę/uk. Aby nie dopuścić do nadmiernego wzrostu rozpatrywanego błędu, prędkość ruchu statku uc musi być ograniczona do pewnej dostatecznie małej wartości, przy której nadal będzie zachowana stateczność kursu. Doświadczenie pokazuje, że prędkość ta jest zbliżona do prędkości powierzchniowej przepływu w górę. 2.6.3 Pomiar przepływu wody z wykorzystaniem efektów fizycznych Do pomiaru natężenia przepływu (a tym samym natężenia przepływu wody) można wykorzystać różne efekty fizyczne: Doppler, indukcja ultradźwiękowa i elektromagnetyczna. Metoda Dopplera do pomiaru prędkości przepływu jest realizowana w dwóch wersjach: z wykorzystaniem optycznych generatorów kwantowych i radaru. W pomiarach laserowych źródłem informacji o prędkości przepływu jest charakterystyka spektralna światła. Jeżeli strumień poruszający się z prędkością v jest oświetlony koherentnym promieniowaniem monochromatycznym o częstotliwości ?0 i wektorze falowym Ao, a promieniowanie rozproszone o częstotliwości ?i jest obserwowane w kierunku wektora falowego As, to wartość v wynosi ustawić bezpośrednio z różnicy między częstotliwościami i wektorami = (?i - ?0)/(Jak - A0) Rozpraszanie światła tworzą cząsteczki zawiesiny zawarte w strumieniu lub wprowadzone do niego. Systemy laserowe znalazły do tej pory zastosowanie w rurociągach i tacach laboratoryjnych ( Radarowy wariant efektu Dopplera jest podstawą opracowanego w GGI przez GA Yufita prędkościomierza powierzchniowego GR-117. Urządzenie składa się z zespołu aparatury radiowej, anteny tubowej, zespołów do analizy charakterystyk fal radiowych, bezpośrednich i odbitych od niejednorodności na powierzchni przepływu - zaburzenia turbulentne i fale wiatru (rys. 2b). Do określenia prędkości przepływu w instalacji posłużyliśmy się zależnością gdzie jest długość fali radiowej, która wynosi 3,2 cm. Pomiary wykonuje się z mostu hydrometrycznego, kołyski lub z brzegu. Minimalna wartość mierzonej prędkości to 0,4 m/s, maksymalna wartość to 15 m/s, wskazanie wyniku pomiaru jest cyfrowe. Miernik radarowy przetestowany w terenie. W niedalekiej przyszłości pierwsze partie urządzenia zostaną zwolnione do użytku produkcyjnego. Metoda ultradźwiękowa (akustyczna) polega na wysyłaniu impulsów ultradźwiękowych po skosie w kierunku prądu i przeciwnie z rejestracją dwóch przedziałów czasowych - odpowiednio T1 i T2. Sondowanie ultradźwiękowe może być wykonywane w różnych kierunkach pod względem planu i przekroju przepływu, ale dla jednoznaczności przyjmuje się poziome położenie wiązki ultradźwiękowej, a kąt, jaki powinna ona tworzyć z osią dynamiczną wynosi 30-60°. Rys. 2.2 Opcje pomiaru natężenia przepływu z wykorzystaniem efektu Dopplera: a - instalacja laserowa: 1 - fotodetektor, 2 - rurociąg, 3 - płyta separacyjna, 4 - źródło światła, 5 - lustro, b przepływomierz radarowy: 1 - jednostka radiowa, 2 - antena tubowa, 3 - statyw montażowy, 4 - pokład mostkowy Do wykonania pomiarów należy wybrać odcinek prosty ze stabilnym i wolnym od roślinności korytem. Przepływ nie powinien zawierać pęcherzyków powietrza, które rozpraszają ultradźwięki. Przetworniki-odbiorniki sygnałów akustycznych (ultradźwiękowych) są instalowane na podporach palowych lub bezpośrednio na skarpach przybrzeżnych (rys. 2.3a). Konstrukcje nośne muszą umożliwiać przemieszczanie przetworników podczas wahań poziomu bez zakłócania ich wzajemnej orientacji. Do wyznaczenia prędkości przepływu przyjmuje się wzory obliczeniowe, które nie zawierają jawnie prędkości dźwięku w wodzie, co eliminuje potrzebę sprzętu do jej pomiaru (jak wiadomo, prędkość dźwięku nie jest stała i zależy od temperatury i zasolenie wody). Systemy ultradźwiękowe do pomiaru prędkości prądu są podzielone na kable lub bezkablowe, w zależności od tego, czy na przeciwległych brzegach jest kabel łączący transceivery. Wersja kablowa (rys. 2.3 b) działa w następujący sposób. W początkowym momencie impulsy ultradźwiękowe emitowane są jednocześnie w punktach I i II. Impulsy ultradźwiękowe rozchodzą się w przepływie wzdłuż trajektorii tworząc kąt a z kierunkiem przepływu. Równocześnie z uruchomieniem nadajników 2 uruchamiany jest licznik interwału czasowego 3, który zatrzymuje się po otrzymaniu impulsów na przeciwległych brzegach. Specjalna jednostka elektroniczna automatycznie oblicza uśrednione natężenie przepływu na linii pomiarowej Wersja bezprzewodowa wykorzystuje akustyczny kanał komunikacyjny z jednostką do reemisji impulsów ultradźwiękowych. Zasada pomiaru pozostaje taka sama, chociaż jej ogólny schemat staje się bardziej złożony. Metodykę i schematyczne schematy ultradźwiękowych pomiarów przepływu wody w rzekach opracował A.I. Zatylnikow (GGI). Na tej podstawie w Centralnym Biurze Projektowym GMP powstał kompleks AIR, produkowany w małych partiach. Istnieją dwa rodzaje ultradźwiękowych modeli przepływu wody. Warstwa po warstwie integracja prędkości, przy której odbywa się pozioma dyskretyzacja modelu przepływu wody gdzie? - współczynnik uwzględniający kompletność sondowania oraz cechy struktury prędkości we fragmencie, do którego odnosi się prędkość średnia vs; fs to obszar fragmentu w kierunku wiązki ultradźwiękowej. Rys. 2.3.a Schemat ideowy przepływu wody pomiarowej przez instalację hydroakustyczną: a - montaż przetworników pomiarowych na podporach pali, b - schemat blokowy wersji kablowej Ze względu na trudności techniczne, pomiar prędkości przepływu warstwa po warstwie za pomocą ultradźwięków nie był szeroko stosowany. W większości działających instalacji wykrywanie przepływu odbywa się na jednym poziomie. W takim przypadku dla jednoznaczności należy sondować warstwę powierzchniową, a model matematyczny przyjmuje postać gdzie F3 to obszar sekcji wodnej w płaszczyźnie sondowania ultradźwiękowego; kB jest współczynnikiem przejścia od prędkości przepływu powierzchniowego uśrednionej na szerokości przepływu do średniej. Wartość kB, która nie jest tożsama ze współczynnikiem przejścia od uśrednionej dla przekroju prędkości powierzchniowej do średniej, była mało zbadana i powinna być określona w każdym przekroju na podstawie danych ze specjalnych badań metodologicznych. Jednocześnie jest fizycznie jasne, że kB zależy od tych samych czynników co K, które zostało wystarczająco zbadane i można je oszacować. Zależność między współczynnikami K i kB uzyskał I.F. Karasev Z formuły wynika, że: Przekrój Prostokątny Paraboliczny Trójkątny ?1.01.52.0kB/K1.01.101.25 Ukośny przepływ powoduje systematyczne błędy w ultradźwiękowej integracji prędkości, ale w przeciwieństwie do pomiarów przędzarki, błędy te przybierają różne znaki, a prędkość przepływu okazuje się zawyżona, jeśli rzeczywisty kierunek strumieni odbiega o kąt ?wewnątrz ostrego kąta ?, a niedoszacowany - w przeciwnym przypadku. Aby zrekompensować te błędy, międzynarodowa norma ISO 748-73 zaleca wprowadzenie współczynników korekcyjnych y< 1 в первом случае и у >1 w drugim. Wartości tych współczynników są wyznaczane z prostych relacji trygonometrycznych i wynoszą y = 1 ± (0,04 + 0,08) dla ?do 4° w ? = 300 - 50°. Kompleks pomiarów porównawczych zrzutów wód organizowanych przez SGI. Lugi wykazał, że metoda ultradźwiękowa daje taką samą dokładność, jak przy ciągłej integracji prędkości przepływu za pomocą przędzarki z poruszającego się statku. Metoda indukcji elektromagnetycznej opiera się na efekcie występowania w strumieniu wody płynącej w polu magnetycznym siły elektromotorycznej, która jest wytwarzana sztucznie za pomocą ułożonych na dnie zwojów kabla (rys. 2.4). Średnia prędkość przepływu jest proporcjonalna do różnicy potencjałów na końcach obwodu pomiarowego gdzie ?- stała zależna od przewodności wody, gleb dennych i charakterystyki obwodu elektromagnetycznego (określona eksperymentami kalibracyjnymi); B to szerokość rzeki; H to siła pola. Aby określić przepływ wody, formuła to gdzie h jest średnią głębokością przepływu. Rys.2.4 Zespół do pomiaru przepływu wody metodą indukcji elektromagnetycznej (Anglia): 1 – cela do pomiaru przewodności wody, 2 – dolny konduktometr, 3 – sondy sygnałowe, 4 – kabel do transmisji sygnału, 5 – pawilon do przechowywania sprzętu, 6 – cewka które wytwarza pole magnetyczne 2.6.4 Metoda aerohydrometryczna Po raz pierwszy w Związku Radzieckim w badaniach rzecznych do projektowania przepraw mostowych zastosowano zestaw powietrznych metod określania natężenia przepływu wody (B.K. Malyavsky i inni). W latach 1965-1966 w GGI pod kierownictwem V.A. Uryvaev opracował podstawy metodologiczne i niezbędne środki techniczne do pomiarów pływakowych prędkości przepływu na rzekach, co położyło podwaliny pod powszechne stosowanie powietrznych metod określania przepływu wody w sieci hydrologicznej. Metoda aerohydrometryczna jest odmianą pomiarów pływakowych. Jeżeli użycie pływaków w warunkach lądowych ogranicza się do rzek o szerokości do 300-400 m, to metoda aerohydrometryczna nie ma takich ograniczeń. Lotnicze pomiary prędkości powierzchniowych obejmują operacje oznaczania powierzchni wody (zrzucanie pływaków) oraz fotografię lotniczą dwóch kolejnych pozycji pływaków w określonych (stałych) odstępach czasu. Fotografia lotnicza wykonywana jest za pomocą topograficznych kamer lotniczych z automatycznym sterowaniem, obiektywami o dużej aperturze i wysokiej rozdzielczości. W pracach hydrometrycznych napowietrznych stosuje się głównie kamery lotnicze AFA-TE (topograficzne, naelektryzowane) o ogniskowej do 100 mm. Dominujące zastosowanie krótkoogniskowych kamer lotniczych wiąże się z możliwością wykorzystania ich do wykonywania zdjęć lotniczych o danej skali z niższych wysokości, co znacznie rozszerza zakres warunków meteorologicznych dla pracy. Kaseta kamery lotniczej jest załadowana filmem o długości do 60 m, co zapewnia wykonanie 300 klatek o wymiarach 18X18 cm każda. Kamerę powietrzną montuje się nad włazem samolotu na specjalnej instalacji, która izoluje ją od wibracji i pozwala na nadanie urządzeniu różnych kątów nachylenia i odpowiednie zorientowanie go w stosunku do kierunku lotu. Na korpusie kamery znajduje się poziomica, zegar ze wskazówką sekundową oraz numer klatki, które wyświetlane są na każdej klatce podczas fotografowania. Pracą kamery lotniczej steruje urządzenie sterujące, które w określonych odstępach czasu automatycznie otwiera migawkę kamery lotniczej, sygnalizuje momenty fotografowania oraz rejestruje ilość wykonanych zdjęć. Minimalny odstęp czasowy pomiędzy momentami wykonania zdjęć lotniczych dwóch kolejnych negatywów lotniczych wynosi 2,0-2,5 s w nowoczesnych aparatach lotniczych. Najwyższą dokładność określania wysokości lotu w momencie fotografowania uzyskuje się za pomocą wysokościomierzy radiowych. Błąd średniokwadratowy tych urządzeń wynosi 1,5-2,0 mi praktycznie nie zależy od wysokości lotu. Do oznaczenia powierzchni wody używa się specjalnych pac uranowych, które są drewnianymi cylindrami o średnicy 4 cm i wysokości 11 cm, obciążonymi u podstawy metalową podkładką. Ciężar balastu dobiera się tak, aby po przyjęciu pionowej pozycji w wodzie pływak wystawał ponad jego powierzchnię nie więcej niż 1,5-2,0 cm, a jego boczna powierzchnia pokryta jest pastą uranowo-klejową. Pasta rozpuszcza się w wodzie, a wokół pływaka tworzy się jasnozielona plama, co widać na zdjęciach lotniczych. Przy dobrej jakości tego ostatniego pod względem odcieni i tonalności obrazu plamki, zwykle możliwe jest bezpośrednie rozszyfrowanie położenia spławika. W innych przypadkach stosuje się pośrednie metody rozszyfrowania. Czas efektywnego działania pływaka (rozpuszczenia pasty uraninowej) wynosi około 15 minut. Pływaki są zrzucane z samolotu za pomocą specjalnego urządzenia - mechanicznego wyrzutnika. Pływaki są umieszczone na obwodzie wyrzutnika w specjalnych komorach. Fotografia lotnicza pływaków wykonywana jest w dwóch przelotach samolotu wzdłuż linii hydraulicznej (rys. 2.5). Jeżeli szerokość rzeki i warunki meteorologiczne (zachmurzenie, widoczność) na to pozwalają, badanie przeprowadza się z uchwyceniem całej szerokości rzeki na jednym zdjęciu lotniczym. W tym przypadku jednak skala fotografii lotniczej nie powinna być mniejsza niż 1:15000, gdyż w przeciwnym razie interpretacja obrazu pływaków uraninowych stanie się niewiarygodna. Rys. 2.5 Schemat podejścia samolotu do zrzutu i zdjęcia lotnicze pływaków: 1 – trasa lotu samolotu, 2 – linia pozycyjna pływaków w momencie wypuszczenia, 3 – linia pozycyjna pływaków w momencie wykonywania zdjęć lotniczych, 4 – trajektorie lotu pływaki, 5 - kierunek przepływu Wysokość zdjęć lotniczych oblicza się w tym przypadku ze wzoru gdzie B to szerokość rzeki, k to ogniskowa kamery lotniczej; lk - rozmiar ramki. Przegląd pierwszej i drugiej pozycji pływaków odbywa się trasą maksymalnie nakładających się zdjęć lotniczych (z minimalnym odstępem tmin między przeglądami). Rzeczywisty czas wykonywania zdjęć lotniczych jest ustalany poprzez wykonanie zdjęć zegara wbudowanego w aparat. Lotniczym pomiarom prędkości towarzyszą obserwacje prędkości i kierunku wiatru na stacjach naziemnych lub zrzucanie specjalnych pływaków wiatrowych. Obróbka lotniczych danych pomiarowych rozpoczyna się od rozszyfrowania obrazów pływaków na negatywach i przeniesienia ich na tablet, na którym budowany jest plan sekcji hydraulicznej w zadanej skali. Rozważ procedurę przetwarzania trajektorii pływaków (ryc. 2.6 a). Rysunek 2.6 Aby określić prędkość ruchu pływaka: a - wykres wektorowy na planie fotograficznym, b - składowe wynikowej prędkości ruchu pływaka Łącząc punkty odpowiadające obrazowi pierwszego i drugiego położenia pływaka, uzyskuje się jego trajektorię w skali tabletki Si i zaznacza się jej środek Ci. Zmierz rzut - trajektorię Si - prostopadle do hydrauliki. Na linię hydrauliczną rzutowany jest środek trajektorii Сi i mierzona jest odległość między punktem Сi - a stałym początkiem (brzeg) bi. Punktowi przypisana jest aktualna prędkość mierzona przez i-ty pływak (prędkość pionowa). Oblicz wartości w pełnej skali rzutu trajektorii pływaka i odległości bi. W tym celu zmierzone na tabliczce wartości i bi mnoży się przez mianownik skali numerycznej tabliczki Mn. Dzieląc długość rzutu trajektorii pływaka 5 przez czas między zdjęciami lotniczymi (t2 - t1), otrzymuje się rzut prędkości i-tego pływaka uni. Na koniec dokonuje się przejścia do rzutu prędkości prądu powierzchniowego i uwzględniając poprawkę na opóźnienie pływaka od opływającego powietrza (opóźnienie to jest obserwowane nawet podczas spokoju) gdzie ?- natężenie przepływu powietrza na wysokości 1 m od lustra wody; ?- kąt narysowany przez wektor ?i kierunek ruchu pływaka oh (rys. 6 b). Wartość ?nazywana jest współczynnikiem dryfu wiatru pływaka i charakteryzuje się stałą wartością dla pływaków tego samego typu. Tak więc, dla rzecznego spławika uranowego ?= 0,013; do kry lodowej o wymiarach do 2x2 m i grubości 0,2 m ?= 0,017; na kry tej samej wielkości, ale o grubości 0,6 m? = 0,009.
Dane o rzutach prędkości i odległości prądów powierzchniowych od stałego początku do środków trajektorii pływaka są przenoszone do odpowiednich kolumn „Ksiąg do rejestracji pomiarów przepływu wody” KG-7M (n), gdzie fikcyjny przepływ wody jest obliczony. Przejście od strumienia fikcyjnego do rzeczywistego odbywa się według wzoru Q = KOf ze współczynnikiem K wyznaczonym na podstawie zależności (4.12) lub na podstawie wyników wstępnych oznaczeń gruntowych. Jeżeli obserwacje zostały wykonane przy prędkości wiatru do 6 m/s, konieczne jest obliczenie poprawek do współczynnika K. W pierwszym przybliżeniu są one ustalane na podstawie danych z obserwacji specjalnych dokonanych przez G. A. Lyubimova i T. I. Sokolovę ( GGI): gdzie jest rzut względnej prędkości wiatru na dynamiczną oś przepływu; określają wskaźniki: dla składowej prędkości wiatru skierowanej pod prąd: w dół rzeki gdzie ?jest kątem ostrym utworzonym przez kierunek wiatru i dynamiczną oś przepływu. Wszystkie wartości są uśredniane na szerokości przepływu, co zaznaczono paskiem powyżej. Tak więc przy wietrze górnym korekty mają znak minus, dla przeciwnego kierunku mają wartość dodatnią. Formuła (10) przeznaczona jest do stosowania na dużych i średnich płaskich rzekach. Nie można nie zauważyć istotnej mankamentu metody zdjęć lotniczych do wyznaczania natężenia przepływu wody - niemożności jej obliczenia w procesie pomiarowym, gdyż do uzyskania fotoplanu wymagana jest długotrwała obróbka laboratoryjna kliszy. Ostatnio w Związku Radzieckim z powodzeniem przetestowano metodę wideo z lotu ptaka, w której obraz trajektorii pływaków jest utrwalany (z niezbędnym opóźnieniem) na ekranie monitora zainstalowanego zamiast kamery, co pozwala uzyskać przepływ wody natychmiast po pomiarze prędkości przepływu. WNIOSEK Po obliczeniu natężenia przepływu na podstawie jego modelu interpolacyjno-hydraulicznego uzyskamy niewielkie odchylenia od natężenia przepływu obliczonego metodą szczegółową. Interpolująco-hydrauliczny model przepływu wody praktycznie eliminuje błąd systematyczny - niedoszacowanie przepływu wody przy spadku liczby piony szybkobieżnej. Efekt ten uzyskuje się dzięki temu, że interpolację średnich prędkości na pionach wzdłuż szerokości przedziału między nimi przeprowadza się z uwzględnieniem rozkładu głębokości. Model interpolacyjno-hydrauliczny przewyższa graficzną metodę przetwarzania przepływów wody, w której średnie prędkości na pionach są interpolowane liniowo. Korzystając z modelu interpolacyjno-hydraulicznego, wystarczy zmienić prędkości tylko na dwóch pionach szybkich znajdujących się w tej samej odległości przepływu wody na dwóch pionach szybkich w linii płaskiej rzeki. Zastosowanie przyspieszonych metod obliczania zużycia wody dowodzi, że metody te są bardzo skuteczne i wymagają niewiele czasu na obliczenia, co w naszych czasach odgrywa ważną rolę. Dlatego odchylenie nie przekracza 5%, co po raz kolejny dowodzi skuteczności i praktyczności zastosowania modelu interpolacyjno-hydraulicznego. WYKAZ UŻYWANEJ LITERATURY 1. Bochkarev Ya.V., Ovcharov E.E. Podstawy automatyzacji i automatyzacji procesów produkcyjnych w hydromelioracji M.: Kolos, 1981. - 336 s. Bykov V.D., Wasiliew A.V. Hydrometria. - L.: Gidrometeoizdat, 1977 - 447 s. zbiorniki świata. Instytut Problemów Wodnych Akademii Nauk ZSRR - M.: Nauka. 1979.-282 s. Guraliiik I.I., Dubinsky G.P., Larin V.V., Malikonova S.V. Meteorologia.--L.: Gidrometeoizdat, 1982.-440 s. Zheleznyakov G.V., Negovskaya T.A., Ovcharov E.E. Hydrologia, hydrometria i regulacja odpływu.- M.: Kołos, 1984.- 431 s. Obliczenia hydrologiczne osuszania bagien i mokradeł / Wyd. K.E. Ivanova.-L.: Gidrometeoizdat, 1963.- 447 s. Karasev I.F. Hydrometria rzek i rozliczanie zasobów wodnych.- L.: Gidrometeoizdat, 1980.- 312 s. Łuczszewa AA Hydrometria praktyczna. - L.: Gidrometeoizdat. 1983, -423 s. Łuczszewa AA Hydrologia praktyczna - L .: Gidrometeoizdat, 1976, - 440 s. Orłowa W.W. Hydrometria. Podręcznik dla techników hydrometeorologicznych. L. Gidrometeoizdat 1966 459 Rozhdestvensky A.V., Chebotarev A.I. Metody statystyczne w hydrologii - L.: Gidrometeoizdat, 1974. - 422 s. Przepisy budowlane. Wyznaczanie obliczonych charakterystyk hydrologicznych. SNiP 2.01.14-83. M .: Państwowy Komitet ds. Budownictwa, 1985. - 97 s. Khamadov I.B., Butyrip M.V. Hydrometria operacyjna w nawadnianiu - M.: Kołos, 1975. - 208 s. Szumkow I.G. Aerohydrometria rzeczna. - L .: Gidrometeoizdat, 1982. - 29S s. 16.Karasev I.F., Wasiliew A.V., Subbotina E.S. Hydrometry.-L.: Gidrometeoizdat, 1991.-376s. 17.Bykov V.D., Wasiliew A.V. Hydrometry.-L.: Gidrometeoizdat, 1977.-448 s. GOST R 51657.2-2000 Grupa P60 STANDARD PAŃSTWOWY FEDERACJI ROSYJSKIEJ ROZLICZANIE WODY W SYSTEMACH HYDROMELIORACYJNYCH I GOSPODARKI WODNEJ Metody pomiaru przepływu i objętości wody. Klasyfikacja Pomiar przepływu wody w systemach hydromelioracji i gospodarki wodnej. OK 17.120 Data wprowadzenia 2001-07-01 Przedmowa 1 OPRACOWANY przez Techniczny Komitet Normalizacyjny TK 317 „Pomiar natężenia przepływu cieczy w otwartych ciekach i kanałach” 2 PRZYJĘTE I WPROWADZONE PRZEZ Dekret Państwowego Standardu Rosji z dnia 14 grudnia 2000 r. N 355-st 3 WPROWADZONE PO RAZ PIERWSZY 1 obszar zastosowania 4.1 Klasyfikacja metod pomiaru przepływu i objętości wody jest dokonywana zarówno dla kanałów otwartych, jak i rurociągów, ponieważ w ogólnym przypadku systemy hydrorekultywacji i gospodarki wodnej transportują ciecz zarówno w otwartych ciekach wodnych, jak i kanałach (GOST 8.439,,), oraz w rurociągach z przepompowniami GOST 8.563.1 - GOST 8.563.3. 4.2 Do pomiaru przepływu i objętości wody w punktach wodomierza zlokalizowanych zarówno w kanałach otwartych, jak i na rurociągach stosuje się głównie metody różniące się między sobą realizacjami technicznymi, które zestawiono w rozdziale 5. 4.3 W celu zatwierdzenia rodzaju przyrządów pomiarowych stosowanych do technicznego wdrożenia metod pomiaru przepływu i objętości wody należy przeprowadzić obowiązkowe testy. 5.1 Bezpośrednie pomiary przepływów i objętości wody dla otwartych kanałów i zastawek 5.2 Pośrednie pomiary przepływów i objętości wody dla cieków otwartych i kanałów 5.2.1 W zależności od wyposażenia stacjonarnego pomiary pośrednie wykonuje się za pomocą: 5.2.2 W zależności od mierzonych parametrów pomiary pośrednie na stałych stanowiskach pomiarowych w stabilnych odcinkach kanałów bez lub wyłożonych wykonuje się następującymi metodami: 5.3 Pośrednie metody pomiaru przepływów w rurociągach zamkniętych 5.3.1 W zależności od wyposażenia stacjonarnego pomiary pośrednie wykonuje się za pomocą: 5.3.2 W zależności od mierzonych parametrów pomiary pośrednie z wykorzystaniem odcinków pomiarowych lub odcinków rurociągów wykonuje się następującymi metodami: ZAŁĄCZNIK A MI 2406-97 GSI. Przepływ cieczy w otwartych kanałach wodociągów i kanalizacji. Sposób wykonywania pomiarów przy użyciu standardowych przelewów i koryt Firmy i budynki mieszkalne zużywają duże ilości wody. Te cyfrowe wskaźniki stają się nie tylko dowodem określonej wartości wskazującej na zużycie. Ponadto pomagają określić średnicę asortymentu rur. Wiele osób uważa, że niemożliwe jest obliczenie przepływu wody według średnicy rury i ciśnienia, ponieważ pojęcia te są całkowicie niepowiązane. Ale praktyka pokazała, że tak nie jest. Wydajność sieci wodociągowej zależy od wielu wskaźników, a pierwszym na tej liście będzie średnica zakresu rur i ciśnienie w linii. Zaleca się obliczanie przepustowości rury w zależności od jej średnicy już na etapie projektowania budowy rurociągu. Uzyskane dane określają kluczowe parametry nie tylko domu, ale także autostrady przemysłowej. Wszystko to zostanie omówione dalej. UWAGA! Aby poprawnie obliczyć, musisz zwrócić uwagę, że 1 kgf / cm2 \u003d 1 atmosfera; 10 metrów słupa wody \u003d 1kgf / cm2 \u003d 1atm; 5 metrów słupa wody \u003d 0,5 kgf / cm2 i \u003d 0,5 atm itp. Liczby ułamkowe w kalkulatorze online są wprowadzane za pomocą kropki (na przykład: 3,5, a nie 3,5) Wprowadź parametry do obliczeń:
Kryteria, które wpływają na opisywany wskaźnik, tworzą długą listę. Oto niektóre z nich. Określanie przepływu wody na wylocie magistrali odbywa się na podstawie średnicy rury, ponieważ ta cecha wraz z innymi wpływa na przepustowość systemu. Również przy obliczaniu ilości zużytego płynu nie można dyskontować grubości ścianki, której wyznaczanie odbywa się na podstawie oszacowanego ciśnienia wewnętrznego. Ponadto niektóre parametry systemu mają pośredni, a nie bezpośredni wpływ na natężenie przepływu. Obejmuje to lepkość i temperaturę pompowanego medium. Podsumowując, można powiedzieć, że określenie przepustowości pozwala dokładnie określić optymalny rodzaj materiału do budowy instalacji i dokonać wyboru technologii użytej do jego montażu. W przeciwnym razie sieć nie będzie działać sprawnie i będzie wymagała częstych napraw awaryjnych. Obliczanie zużycia wody wg średnica rura okrągła, zależy od tego rozmiar. Dlatego na większym przekroju przez pewien czas będzie przemieszczać się znaczna ilość płynu. Ale wykonując obliczenia i biorąc pod uwagę średnicę, nie można dyskontować ciśnienia. Jeśli rozważymy to obliczenie na konkretnym przykładzie, okaże się, że przez otwór o średnicy 1 cm przez otwór o średnicy 1 cm przepłynie mniej cieczy niż przez rurociąg o wysokości kilkudziesięciu metrów. Jest to naturalne, ponieważ najwyższy poziom zużycia wody w okolicy osiągnie najwyższe wartości przy maksymalnym ciśnieniu w sieci i przy najwyższych wartościach jej objętości. Obejrzyj wideo Przede wszystkim musisz zrozumieć, że obliczanie średnicy przepustu to złożony proces inżynierski. Będzie to wymagało specjalistycznej wiedzy. Ale podczas wykonywania budowy domowej przepustu często obliczenia hydrauliczne dla odcinka są przeprowadzane niezależnie. Ten rodzaj obliczeń projektowych prędkości przepływu dla przepustu można wykonać na dwa sposoby. Pierwsza to dane tabelaryczne. Ale odnosząc się do tabel, musisz znać nie tylko dokładną liczbę kranów, ale także pojemniki na wodę (wanny, zlewy) i inne rzeczy. Tylko jeśli masz te informacje o systemie przepustów, możesz skorzystać z tabel dostarczonych przez SNIP 2.04.01-85. Według nich objętość wody zależy od obwodu rury. Oto jeden taki stół: Objętość zewnętrzna rurek (mm) Przybliżona ilość odbieranej wody w litrach na minutę Orientacyjna ilość wody obliczona w m3 na godzinę Zdecydowanie te dane objętościowe pokazujące zużycie są interesujące jako informacja, ale specjalista od rurociągów będzie musiał zdefiniować zupełnie inne dane - jest to objętość (w mm) i ciśnienie wewnętrzne w linii. Nie zawsze znajduje się to w tabeli. A formuły pomagają dokładniej znaleźć te informacje. Obejrzyj wideo Jest już jasne, że wymiary sekcji systemu wpływają na hydrauliczne obliczenia zużycia. Do obliczeń domowych stosuje się formułę przepływu wody, która pomaga uzyskać wynik, mając dane dotyczące ciśnienia i średnicy produktu rurowego. Oto wzór: Jeśli sieć wodociągowa jest zasilana z wieży ciśnień, bez dodatkowego wpływu pompy ciśnieniowej, wówczas prędkość przepływu wynosi około 0,7 - 1,9 m / s. Jeśli podłączone jest jakiekolwiek urządzenie pompujące, to w paszporcie do niego znajduje się informacja o współczynniku wytworzonego ciśnienia i prędkości przepływu wody. Ta formuła nie jest wyjątkowa. Jest ich znacznie więcej. Można je łatwo znaleźć w Internecie. Oprócz przedstawionej formuły należy zauważyć, że wewnętrzne ścianki produktów rurowych mają duże znaczenie dla funkcjonalności systemu. Na przykład produkty z tworzyw sztucznych mają gładką powierzchnię niż ich stalowe odpowiedniki. Z tych powodów współczynnik oporu tworzywa sztucznego jest znacznie niższy. Ponadto materiały te nie są narażone na korozyjne formacje, co ma również pozytywny wpływ na przepustowość sieci wodociągowej. Obliczenie przepływu wody odbywa się nie tylko na podstawie średnicy rury, ale jest obliczane przez spadek ciśnienia. Straty można obliczyć za pomocą specjalnych formuł. Które formuły zastosować, każdy sam zdecyduje. Aby obliczyć żądane wartości, możesz użyć różnych opcji. Nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania tego problemu. Przede wszystkim jednak należy pamiętać, że wewnętrzny prześwit przejścia konstrukcji plastikowej i metalowo-plastikowej nie zmieni się po dwudziestu latach eksploatacji. Z czasem wewnętrzny prześwit przejścia konstrukcji metalowej będzie się zmniejszał. A to pociągnie za sobą utratę niektórych parametrów. W związku z tym prędkość wody w rurze w takich konstrukcjach jest inna, ponieważ w niektórych sytuacjach średnica nowej i starej sieci będzie się znacznie różnić. Inna będzie również wielkość oporu w linii. Ponadto przed obliczeniem niezbędnych parametrów przepływu cieczy należy wziąć pod uwagę, że utrata natężenia przepływu systemu zaopatrzenia w wodę jest związana z liczbą zwojów, armatury, przemianami objętościowymi, z obecnością zaworów i siła tarcia. Co więcej, wszystko to przy obliczaniu natężenia przepływu należy przeprowadzić po starannym przygotowaniu i pomiarach. Obliczenie zużycia wody prostymi metodami nie jest łatwe do przeprowadzenia. Ale przy najmniejszych trudnościach zawsze możesz skorzystać z pomocy specjalistów lub skorzystać z kalkulatora internetowego. Wtedy możesz liczyć na to, że ułożona sieć wodociągowa lub grzewcza będzie działać z maksymalną wydajnością. KOMITET PAŃSTWOWY ZSRR WSZYSTKIE UNII INSTYTUT BADAWCZY INSTRUKCJE METODOLOGICZNE
PAŃSTWOWY SYSTEM ZAOPATRZENIA ZUŻYCIE WODY NA RZEKACH I KANAŁACH. MI 1759-87 Moskwa OPRACOWANE przez Państwowy Instytut Hydrologiczny Państwowego Komitetu Hydrometeorologii i Kontroli Środowiska ZSRR
WYKONAWCY: Karasev IF,dok. technika Nauki, Profesor (kierownik tematu), Savelyeva A.V., cand. technika Nauki, Remenyuk V.A., cand. technika Nauki PRZYGOTOWANE DO ZATWIERDZENIA przez Ogólnounijny Instytut Naukowo-Badawczy Służby Metrologicznej
Sztuka. ekspert działu Treivas LG
ZATWIERDZONY przez Ogólnounijny Instytut Badawczy Pomiarów Przepływów przy NTS Instytutu dnia 11 czerwca 1986 r., Protokół nr 8
INSTRUKCJE METODOLOGICZNE
GSI. Przepływ wody w rzekach i kanałach. Metoda wykonania MI 1759-87 wprowadzić w życie
Niniejsze wytyczne ustanawiają główne zapisy metodyki pomiaru przepływu wody w rzekach i kanałach metodą „prędkość – obszar” z wykorzystaniem łopatek hydrometrycznych do pomiaru prędkości przepływu. Stosowanie wytycznych zapewnia całkowity błąd względny w pomiarze przepływu wodyS Q, już nie: 6% - metodą szczegółową; 10% - metodą główną; 12% - metodą przyspieszoną skróconą. MU nie dotyczy pomiarów przepływu wody za pomocą pływaków i całkowania prędkości przepływu na szerokości przepływu. Definicje i wyjaśnienia terminów użytych w tekście znajdują się w załączniku. 1.1. Istota metody i zasad pomiaru 1.1.1. Metoda „prędkość – powierzchnia” jest rodzajem pośredniego pomiaru przepływu wody. Jednocześnie w wyniku obserwacji w stałym przekroju hydrometrycznym wyznaczane są następujące elementy przepływu: głębokości na pionach pomiarowych i ich odległość od stałego początku wzdłuż linii tarczy hydrometrycznej, w celu określenia powierzchni odcinka wodnego (z dokładnością do trzech cyfr znaczących, ale nie więcej niż 1 cm); wzdłużne (normalne do przekroju hydrometrycznego) składowe średnich prędkości prądu na pionach, na podstawie których obliczane są średnie prędkości w przedziałach między nimi (z dokładnością do trzech cyfr znaczących, ale nie więcej niż 1 cm/s ). 1.1.2. Zużycie wody oblicza się według jej elementów w jeden z następujących sposobów (z dokładnością do trzech cyfr znaczących): analityczne, jako suma cząstkowych natężeń przepływu wody przechodzącej przez odcinki wodnego odcinka przepływu, ograniczone przez wertykale szybkobieżne; graficzny, jako obszar wykresu rozkładu elementarnych przepływów wody wzdłuż szerokości strumienia. 1.1.3. Przy obliczaniu przepływu wody należy również określić główne charakterystyki hydrauliczne przepływu, które są wykorzystywane do oceny dokładności pomiarów i rozliczania przepływu rzeki: poziom wody powyżej zera H;
obszar wodnyF;
średnie i maksymalne prędkości prądu:v oraz v n (v
=
Q/
F);
v n jest największą z prędkości mierzonych przez obrotnicę; szerokość sekcji wodnej W;
głębokość przepływu: średniahśrednia i największa h n ( h Poślubić =
F/
B);
h n
jest największym z mierzonych na pionach pomiarowych. 1.2. Klasyfikacja metod pomiarowych 1.2.1. W zależności od metodyki wyznaczania średnich prędkości na pionie rozróżnia się metody całkowe i punktowe. 1.2.2. Metoda całkowania polega na pomiarze średniej prędkości prądu na pionie za pomocą stołu obrotowego poruszającego się równomiernie na głębokości. 1.2.3. Metody punktowe oparte na wyznaczeniu średniej prędkości przepływu na pionie z wyników pomiarów w punktach dzielą się na: główna metoda polega na pomiarze prędkości przepływu w pionie w dwóch (wolny kanał) lub trzech punktach (obecność roślinności wodnej, przemarzanie); metoda szczegółowa - przy pomiarze prędkości przepływu w pionie w pięciu (wolnych) lub sześciu punktach (mrozy, roślinność wodna). Na płytkich głębokościach (patrz tabela) dozwolone jest stosowanie metody jednopunktowej. 1.2.4. Do głównej metody pomiaru przepływu wody w kanale jednoramiennym przypisano 8–10 szybkich pionów. W przypadku zastosowania metody szczegółowej liczba wertykałów szybkich wzrasta 1,5 - 2 razy. Metoda szczegółowa jest wykorzystywana w pracach naukowych i metodycznych do oceny dokładności i optymalizacji procesów pomiaru przepływu wody - do wyjaśnienia liczby pionów pomiarowych i szybkich, a także uzasadnienia możliwości przejścia na metodę główną w danym sekcja hydrauliczna. Zredukowana metoda pomiaru przepływu pozwala na użycie mniej niż ośmiu pionów prędkości do dwu-, trzypunktowego pomiaru prędkości na pionach (podobnie jak w metodzie głównej). 2.1. Stanowisko wodowskazowe (zwane dalej wodowskazowym) stanowi część posterunku hydrologicznego wraz z jego urządzeniami do pomiaru poziomu, temperatury wody i innych elementów reżimu wodnego rzeki (kanału). Odcinek hydrauliczny obejmuje część rzeki bezpośrednio przylegającą do odcinka hydraulicznego w odległości od dwóch do trzech szerokości kanału w górę iw dół rzeki. 2.2. Warunki pomiaru przepływu wody uważa się za normalne, jeżeli w przekroju sekcji hydraulicznej obserwuje się prostoliniowość kanału: nie ma ostrych przerw, profil odcinka wody i wykresy rozkładu prędkości na szerokości przepływu są stabilne; zapewniony jest prawidłowy jednomodalny, wypukły profil rozkładu prędkości przepływu na głębokości przepływu; nie ma wyraźnej pulsacji prędkości przepływu pod względem wartości i kierunku, a także znacznego systematycznego ukośnego strumienia przepływu; nie ma zakłóceń podczas pomiaru prędkości prądu, głębokości, poziomu wody oraz koordynacji prędkości i pionów pomiarowych. usytuowanie instalacji hydraulicznej na odcinkach rzeki; brak równiny zalewowej z kanałami i gałęziami; brak barier naturalnych lub sztucznych; brak roślinności wodnej w samym odcinku hydraulicznym, a także powyżej i poniżej w odległości do 30 m; współczynnik zmienności prędkości (liczba Karmana)Ka) średnio w przekroju nie powinna przekraczać 15%; przekroczenie przepływu na odcinku hydraulicznym (odchylenie kierunków przepływu w poszczególnych punktach od jego średniej wartości dla odcinka jako całości) nie powinno przekraczać 20 °; martwe przestrzenie powinny mieć wyraźne granice i nie przekraczać 10% powierzchni odcinka wodnego; podczas mrozu nie powinno być wielopoziomowej pokrywy lodowej i niezamarzających wielości; piaskowanie koryta nie powinno przekraczać 25% powierzchni odcinka wodnego; średnia prędkość przepływu w odcinku otwartym musi wynosić co najmniej 0,08 i nie więcej niż 5 m/s; przy pomiarach przepływu wody w pobliżu mostu odcinek hydrauliczny powinien znajdować się wyżej, ale w przypadku częstych nagromadzeń lodu i wyrw - poniżej mostu (w obu przypadkach w odległości co najmniej 3-5 szerokości kanałów). 2.4. We wszystkich przypadkach, o ile to możliwe, w celu dostosowania terenu do wymogów paragrafu należy przeprowadzić prace mające na celu usprawnienie i skanalizowanie kanału. 2.5. Ujście hydrauliczne powinno znajdować się na jednym odgałęzieniu rzeki. W razie potrzeby dozwolone jest wyznaczenie bramki hydraulicznej” w miejscu rozgałęzienia kanału na gałęzie i kanały. 3.1. Lokalizacja i kierunek drogi wodnej Wymóg ten uważa się za zadowalająco spełniony, jeżeli spełnione są następujące warunki: dla odcinków zalewowych rzek - średnia wartość odchylenia kierunku przepływu od linii normalnej do linii hydraulicznej (nachylenie jet w planie) na pionach szybkich nie powinna przekraczać ± 10 °; dla odcinków zalewowych rzek - średnie nachylenie strumieni na pionach o dużej prędkości nie powinno przekraczać ± 20 °. Jeżeli średnie kierunki przepływu w korycie głównym i na terasie zalewowej odbiegają o więcej niż 20°, dopuszcza się przełamanie odcinka hydraulicznego linią przerywaną, której przekroje odpowiadają warunkowi prostopadłości do kierunku prądy. 3.1.2. W przypadkach, gdy kierunek sekcji hydraulicznej spełnia określone wymagania tylko przy pewnym napełnieniu kanału, dla tych różnych faz reżimu wodnego sekcje hydrauliczne muszą być wyposażone, aby spełnić warunki ust. 3.2. Wyposażenie układu hydraulicznego 3.2.1. Zasuwę hydrauliczną należy przymocować do podłoża za pomocą stalowej liny lub mostka hydrometrycznego lub znaków prowadzących. Znaki naprowadzające powinny być dobrze widoczne od strony rzeki i zapewniać maksymalne odchylenie statku od linii wyrównania. g = 1° (kąt g utworzony przez linię wyrównania hydraulicznego i linię wzroku przechodzącą przez wiodące znaki i zbiornik hydrometryczny oraz wierzchołek narożnika g zbiega się z pozycją wiodącego znaku najbliżej rzeki). 3.2.2. Na linii trasowania jest zainstalowany znak nasypu (słupek, reper itp.), który ustala stały początek liczenia odległości do krawędzi wybrzeża, pionów pomiarowych i prędkości, granic martwych stref i stref wirów. 3.2.4. Przy koordynowaniu pionów pomiarowych metodami geodezyjnymi, stanowisko jest dodatkowo wyposażone w parking przyrządów goniometrycznych. 4.1. Przy każdym pomiarze przepływu wody na stanowisku hydrologicznym należy zmierzyć odpowiedni poziom wody. Zasady wykonywania pomiarów poziomu wody muszą być zgodne z wymaganiami GOST 25855-83. Rejestrowany jest czas każdego pomiaru poziomu. 4.3. Jeżeli na odcinku hydraulicznym znajduje się dodatkowy słupek poziomu (s. ), należy prowadzić obserwacje poziomu na obu słupkach: głównym i dodatkowym. 5.1. Sposoby koordynowania pionów 5.1.1. Położenie pionów pomiarowych i prędkości w przekroju hydraulicznym jest określone przez odległość od stałego źródła. 5.1.2. Na odcinkach hydraulicznych wyposażonych w przeprawę łodziową, promową lub kołyskową z trwale zawieszoną liną oznaczeniową lub mostem hydrometrycznym należy ustalić położenie pionów zgodnie z pkt. 5.1.3. W przypadku silnej pokrywy lodowej położenie pionów należy określić za pomocą trawersu teodolitowego na lodzie lub taśmy mierniczej. 5.1.4. Na rzekach żeglownych lub o szerokości przekroju większej niż 300 m położenie pionów należy określić szeryfami z teodolitem lub kipregelem z brzegu. W niektórych przypadkach (np. w warunkach bagiennych lub rozległych terenów zalewowych itp.) dozwolone jest stosowanie sekcji skośnych lub wachlarzowych do zabezpieczenia pionów roboczych. 5.2. Dokładność koordynacji pionów pomiarowych w sekcji hydraulicznej 5.2.1. Względny błąd średniej kwadratowej koordynacji pionów w sekcji hydraulicznej () musi spełniać wymaganie dokąd? - bezwzględny pierwiastek błędu koordynacji, m; B- szerokość rzeki, m. 5.2.2. Przy wyznaczaniu miejsc do parkowania manzuli (teodolitu) konieczne jest, aby kąt utworzony przez kierunek wyrównania hydraulicznego i belki celowniczej, a wynosiła co najmniej 30°. 5.2.3. Długość linii na planieja(cm) do pomiaru skali musi spełniać warunek (5.2)
gdzie L- długość linii na ziemi, m. 5.2.4. Absolutny błąd koordynacji s do ,
spowodowane odchyleniem statku od linii hydraulicznej ( D X, m), jest określona przez zależność (5.3)
gdzie d X Poślubić - średnie odchylenie statku od linii hydraulicznej, m (tab.); cp - średnia wartość kąta utworzonego przez wiązkę celowniczą i kierunek sekcji hydraulicznej. Wartość odchylenia statku w każdym pionie jest określona przez odległość między wiodącymi znakamija c
i oddalając się od najbliższego znakuL c . Dopuszczalna odległość między wiodącymi znakami jest określona przez zależność D X pobrali się z ja z I L cw tabeli. . Tabela 1 L s, km h- głębokość pionowa, m; w D X d = h. (5.5)
6.1.
Wymagania dotyczące dokładności pomiaru głębokości 6.1.1. Pomiary głębokości należy wykonać wzdłuż linii stanowiska hydrometrycznego zgodnie z wymaganiami pkt. 6.1.2.. Przyrządy pomiarowe muszą zapewniać określenie głębokości w punkcie z błędem instrumentalnym nie większym niż 2%. Wymóg ten powinien spełniać istniejące i nowo opracowane sposoby pomiaru głębokości. pręt pomiarowy lub fastrygę należy stosować we wszystkich przypadkach, w których maksymalna głębokość w ustawieniu nie przekracza długości instrumentu, a warunki pomiaru pozwalają na mocne zamocowanie pręta w pionie i dokonanie odczytu głębokości (jeśli wymagania nie są spełnione, konieczne jest użycie liny pomiarowej z odważnikiem lub echosondą); na każdym pionie pomiarowym statek musi być zakotwiczony lub zamocowany na skrzyżowaniu kabli; przy pracy w kanałach o mulistym dnie należy stosować fastrygę i pręty, wyposażone w okrągłą patelnię o średnicy 12-15 cm, która zapobiega ich zapadaniu się w błocie; przy pomiarach kijem na rzekach o litym kamienistym dnie należy użyć kija bez stożkowej końcówki. Waga ładunku, kg Tabela 3 Kąt odchylenia liny od pionu, stopień 6.1.6. Na płytkich rzekach górskich głębokość należy określać jako różnicę odległości do dna i powierzchni wody mierzoną prętem lub fastrygą od liny przeciągniętej przez rzekę, pomostu mostowego itp. 6.1.7. Gdy woda spływa na wędkę, konieczne jest użycie metalowego ślizgacza swobodnie poruszającego się po drążku ze strzałką - wskaźnikiem lustra wody poza strefą wybiegu. 6.2. Pomiary głębokości na odcinku hydraulicznym podczas pomiaru przepływu wody 6.2.1. Pomiary głębokości są wykonywane w celu określenia obszaru odcinka wodnegoF i jego przegródki f w . Przy stabilnym kanale można korzystać z wyników poprzednich pomiarów i nie dokonywać ich przy każdym pomiarze przepływu wody. Stateczność koryta szacowana jest na podstawie analizy połączonych profili przekroju przepływu wzdłuż odcinka hydraulicznego, a także rozrzutu empirycznych punktów połączeniowychF(H) - zależność powierzchni odcinka wodnego od poziomu wody. odkształcenia pionowe kanału są wyraźne, ale podczas pomiaru zrzutu wody nie przekraczają dopuszczalnego błędu standardowego pomiarów głębokości; kanał jest stabilny, wolny od formacji lodowych, ale pomiary wypływu są wykonywane sporadycznie (raz lub dwa razy w okresie charakterystycznej fazy reżimu hydrologicznego). 6.2.4. Pomiary głębokości należy wykonywać przy każdym dwuprzebiegowym pomiarze przepływu wody, jeżeli: odkształcenia pionowe kanału podczas pomiaru natężenia przepływu przekraczają dopuszczalny błąd średniokwadratowy pomiarów głębokości; przepływ wody jest mierzony mniej niż trzy razy w fazie zawartości wody, a osad i lód wewnątrzwodny są odnotowywane w części mieszkalnej; kanał w miejscu pomiaru jest nierówny, składa się z głazów lub wychodni skalnego podłoża. 6.2.5. W przypadkach, gdy utrudnione są pomiary na terasie zalewowej, głębokości w części łęgowej odcinka hydraulicznego należy określić z profilu uzyskanego z pomiarów instrumentalnych w okresie niżówkowym, z uwzględnieniem rzeczywistych stanów wody. 6.2.6. W pierwszych dwóch-trzech latach eksploatacji stacji hydrologicznej pomiary głębokości należy wykonywać w dwóch przejazdach przy każdym pomiarze przepływu wody w celu uzasadnienia kolejnych pomiarów wykonanych zgodnie z ust. ,. 6.3. Liczba pionów pomiarowych 6.3.1. Liczbę pionów pomiarowych (lub szeryfów położenia naczynia hydrometrycznego podczas pomiarów echosondą) należy przypisać w zależności od kształtu profilu odcinka wody, w oparciu o wymóg: względny błąd średniokwadratowy pomiaru powierzchnia przekroju nie powinna przekraczać 2%. 6.3.2. W głównych kanałach rzek równinnych i półgórskich minimalna liczba pionów pomiarowychn godz(min) należy przypisać zgodnie z tabelą. w zależności od parametru kształtu kanału. Tabela 4 6.3.3. Przy nierównomiernym rozkładzie zagłębień na szerokości cieku konieczne jest przyporządkowanie dodatkowych pionów pomiarowych w sekcji hydraulicznej we wszystkich odcinkach załamania dna. 6.4. Lokalizacja pionów pomiarowych 6.4.1. W kanałach głównych piony pomiarowe należy rozmieścić równomiernie na całej szerokości rzeki oraz dodatkowo w punktach zwrotnych profilu poprzecznego. 6.4.2. Na rzekach o niestabilnym kanale w strefie maksymalnych głębokości liczbę pionów pomiarowych należy zwiększyć 1,5-krotnie. 6.5. Obliczanie głębokości roboczej w pionie 6.5.1. Głębokość roboczą na pionach należy obliczyć zgodnie z istniejącym profilem poprzecznym, z uwzględnieniem odcięcia poziomu, jeśli występuje niedopasowanie poziomów podczas pomiarów i pomiaru przepływu wody. Podczas pomiaru przepływu wody wykorzystywane są dane z pomiarów wstępnych. 6.5.2. Podczas wykonywania pomiarów głębokości w dwóch przejazdach głębokość robocza na pionach jest obliczana jako średnia arytmetyczna z dwóch pomiarów. 6.5.4. Jako pracownicy konieczne jest wykonywanie głębokości z wykluczonym systematycznym odchyleniem zgodnie z paragrafami. oraz . 6.6.
Obliczanie powierzchni odcinka wodnego przepływu 6.6.1. Obszary przedziałów sekcji wodnejfsnależy obliczyć przy użyciu następujących wzorów: gdzie SM- ilość pionów pomiarowych ws-m
przedział sekcji; cześć- głębokość pracyi-ty pion, m; b ja,
i +1
- odległość międzyi-ty i ( i+ 1) pion pomiarowy. 6.6.2. Powierzchnia odcinka wodnego przepływu powinna być określona wzorem (6.3)
gdzie N- ilość komór odcinka wodnego przepływu. 6.6.3. Jeśli w odcinku wodnym występują strefy martwej przestrzeni, natężenie przepływu wody jest obliczane zgodnie z żywą częścią przepływuF gdzie - obszar pomiędzy pionami o dużej prędkości, które ograniczają martwą przestrzeń przepływu. 7.1. Przypisanie liczby i położenia pionów szybkich do głównych i szczegółowych metod pomiaru przepływu wody 7.1.1. Liczba szybkich pionów w linii trasowaniaN vpowinna wynosić od 8 do 15, w zależności od cech pola prędkości przepływu. Z zaplanowanym jednomodalnym wykresem prędkości powierzchniowychN v= 8 - 10; z multimodalną postacią wykresu prędkościN v= 12 - 15. W celu uzyskania szczególnie dokładnych pomiarów w stanie ustalonym można zwiększyć liczbę pionowych pionów. w głównej części przepływu piony szybkobieżne należy przypisać w taki sposób, aby przedziały o swobodnym przekroju ograniczone sąsiednimi pionami szybkimi przepuszczały takie same częściowe natężenia przepływuqspełny przepływQ, składniki qs ≈
Q/
N. (7.1)
Ze względu na multimodalny charakter rozkładu prędkości powierzchniowych wzdłuż szerokości rzeki, w charakterystycznych punktach planowanego wykresu prędkości wyznaczane są dodatkowe piony o dużej prędkości: piony szybkobieżne są przypisane tylko w obrębie odcinka swobodnego przepływu. Granice przestrzeni martwych należy ustalić przed lub w trakcie pomiaru prędkości poprzez wodowanie pływaków powierzchniowych lub na podstawie wyników pomiarów rozpoznawczych prędkości z obrotnicą; piony brzegowe, jak również piony graniczące z martwą przestrzenią odcinka wodnego, wyznacza się w takiej odległości od brzegów lub martwej przestrzeni, aby częściowy przepływ wody w przedziale brzegowym nie przekraczał 30% częściowego przepływu głównego strefa części mieszkalnej; na równinie zalewowej w charakterystycznych punktach profilu poprzecznego należy wyznaczyć piony szybkich prędkości. Na nizinach równiny zalewowej, gdzie tworzą się oddzielne strumienie, przechodzące częściowy przepływqs > 0,1
Q, konieczne jest przypisanie co najmniej trzech szybkich pionów. 7.2. Metody punktowe do pomiaru średniej prędkości prądu w pionie 7.2.1. Pomiar prędkości prądu odbywa się na szybkich pionach z obrotnicami hydrometrycznymi odpowiadającymi GOST 15126-80. 7.2.2. Liczbę punktów pomiarowych i ich względną głębokość pod powierzchnią wody (lodu) przypisuje się w zależności od metody pomiaru przepływu wody, sposobu mocowania łopatki hydrometrycznej w nurcie, stanu kanału i stosunku głębokość na szybkim pioniehi średnica śmigła z łopatkami gramofonuDzgodnie z tabelą. . Tabela 5 v
=
q/
h, (7.11)
gdzie q- przepływ elementarny, m 2 / s, czyli obszar wykresu prędkości w skali rysunku, uzyskany w wyniku planowania. 7.5.3. Przy pracy z obrotnicą na zawieszeniu linowym w warunkach śrutowania skośnego, charakteryzującego się średnim kątem ugięcia a kierunek strumieni w pionie od normalnej do sekcji hydraulicznej, średnia prędkość na pionie musi być określona wzorem 7.6.1. Wykonując całkowe pomiary prędkości na pionie należy zachować następującą zależność między prędkością ruchu łopatkiwi wzdłużna prędkość przepływuv, w zależności od dopuszczalnego błędu całkowania δ d: d (%) w/v 0,12
0,16
0,24
0,30
0,44.
7.6.2. Składową wzdłużną średniej prędkości przepływu na pionie prędkości wyznacza się za pomocą krzywej kalibracyjnej łopatki według prędkości obrotowej śmigła łopatkowego, zdefiniowanej jako iloraz całkowitej liczby obrotów śmigła w czasie całkowania podzielonej przez całkowanie czas. 7.6.3. W pomiarze całkowym prędkości na pionie średnią wartość prędkości oblicza się ze wzoru (), natomiast wartość średniego kąta ukośnego strumienia na pionie przyjmuje się na podstawie danych z obserwacji specjalnych przeprowadzonych zgodnie z pkt. . 7.6.4. Aby wykluczyć systematyczny błąd dodatni całkowania średniej prędkości po pionie, spowodowany niepełnym oświetleniem strefy przydennej przepływu, należy wprowadzić współczynnik korekcyjny do mierzonej wartości prędkościKh.
a 0,30
0,20
0,15
0,10
0,05
Kh 0,90
0,93
0,95
0,97
0,98,
gdzie a- względna minimalna odległość osi łopatki od dna cieku (w ułamkach głębokości). 8.1. Obliczanie przepływu wody na podstawie liniowego modelu deterministycznego z podstawową lub szczegółową metodą pomiarową 8.1.1. Zgodnie z modelem deterministycznym liniowo (zwanym dalej modelem LD) przepływ wody oblicza się ze wzoru (8.1)
gdzie fi- powierzchnia przedziałów części mieszkalnej przepływu,i = 1 ... P.
Obliczanie średniej prędkości pionowejv jamusi być przeprowadzone zgodnie z oraz . Procedurę obliczania powierzchni przedziałów przekroju przepływu podano w rozdz. . 8.1.2. SzanseK i oraz Kn dla prędkości v ja oraz v nna przybrzeżnych szybkich pionach przy braku martwej przestrzeni przyjmuje się równe: 0,7 - z łagodnie opadającym wybrzeżem o zerowej głębokości na krawędzi; w pobliżu granicy akumulacji nieruchomego osadu; 0,8 - z naturalnym stromym brzegiem lub nierówną ścianą (kamień, nieociosany kamień); 0,9 - z gładkim betonem lub całkowicie osłoniętą ścianą, a także z wodą spływającą po lodzie. W przypadku obecności martwej przestrzeni w strefie przybrzeżnej współczynnikiK 1 i Knsą równe odpowiednio 0,5. 8.1.3. Model LD może być użyty przy obliczaniu przepływu wody z liczbą szybkich pionówN v, który spełnia wymogi ust . 8.2.
Obliczanie przepływu wody na podstawie interpolacyjnego modelu hydraulicznego metodą zredukowanego pomiaru 8.2.1. Zastosowanie skróconej metody pomiaru z późniejszym obliczeniem natężenia przepływu wody za pomocą interpolacyjnego modelu hydraulicznego jest właściwe i dozwolone, jeżeli liczba szybkich pionów jest zmniejszona do trzech do pięciu (w przypadku przepływów o przekroju szerokości większej niż 10 m), odchylenia wyników pomiarów od wartości uzyskanych metodą szczegółową są losowe, a odchylenie standardowe nie przekracza 5%. 8.2.2. Zgodnie z liniowym modelem interpolacyjno-hydraulicznym (zwanym dalej modelem LIG) przepływ wody należy obliczyć ze wzoru (8.2)
gdzie Ds - liczba komór przepływu wody; i,
j- ograniczenie indeksóws-ty przedział szybkich pionów; Ps- współczynnik wagowy równy 0,7 dla odcinków przybrzeżnych i 0,5 - dla głównego odcinka wodnego; a- współczynnik hydrauliczny obliczony ze wzoru (8.3)
gdzie N v- liczba szybkich pionów w sekcji na żywo. 8.2.3. W przypadku, gdy obszar swobodnego przepływu składa się z wyraźnych hydraulicznie izolowanych stref (np. oddzielonych zalanym środkiem), w każdej z nich należy obliczyć przepływ wody jak dla oddzielnego kanału, a całkowity przepływ w przekrój należy określić sumując te wartości. 8.2.4. Nadbrzeżne piony szybkobieżne (lub te znajdujące się najbliżej granicy izolowanych stref przekrojów poprzecznych) powinny znajdować się w odległości nie większej niż 0,3b kod krawędzi (lub granic izolowanych stref), gdzieb k- szerokość odpowiedniej strefy hydraulicznie uzasadnionej części mieszkalnej. 8.3. Graficzny sposób obliczania zużycia wody 8.3.1. Celowe jest zastosowanie metody graficznej ze złożonym rozkładem prędkości wzdłuż głębokości i szerokości przepływu, zapewniając odpowiednio dużą liczbę (co najmniej pięć) punktów do pomiaru prędkości przepływu na pionie i liczby pionów na pionie. PrzekrójN v³ 8. 8.3.2. Zużycie wody oblicza się w następującej kolejności: na papierze milimetrowym rysowany jest profil przekroju zgodnie z obliczonym poziomem wody i zredukowanymi do niego głębokościami, z zastosowaniem pionów szybkich; rysuje się wykresy rozkładu prędkości przepływu wzdłuż pionu i wyznacza średnie prędkości na pionach planując pola powierzchni wykresów wyrażających elementarny przepływ wody na pionach prędkości (patrz p.); gładki wykres rozkładu średnich prędkości na pionie wzdłuż szerokości przepływu naniesiony na profil odcinka swobodnegov (w);
oparty na fabule v
(w) i profilu głębokości konstruuje się wykres rozkładu na szerokości przepływu elementarnego przepływu wodyq(w);
przepływ wody określany jest jako obszar wykresuq(w). 8.3.3. Skalę wykresów rozkładu prędkości, głębokości i jednostkowych natężeń przepływu należy dobrać tak, aby wszystkie elementy przepływu wody obliczone graficznie znajdowały się na kartce papieru milimetrowego o rozmiarze 407´ 288 lub 407 ´ 576 mm. Najwygodniejsze skale obrazu to: dla wykresów prędkości: pionowy - w 1 cm 0,5 m; poziomo - w 1 cm 0,2 m / s; dla profilu głębokości: pionowy - w 1 cm 0,5 m; poziomo - w 1 cm 2, 5, 10, 20 m; dla krzywej kosztów elementarnych: pionowa - w 1 cm 1 m 2 / s 8.4. Obliczanie poziomu odpowiadającego zmierzonemu przepływowi wody 8.4.1. Aby wykreślić krzywą przepływuQ(H) zmierzony przepływ wodyQmusi pasować do poziomu H, przy którym przepływQ wymierzony: gdzie Hs- poziom wody odpowiadający przepływowi częściowemuqs, uzyskany przez interpolację między obserwowanymi wartościami poziomów (patrz rozdział ). 8.4.2. Jeżeli względna zmiana poziomu podczas pomiaru przepływu wody nie przekracza 2% średniej głębokości odcinka, stosuje się uproszczony wzór (8.5)
gdzie H n i H do - odpowiednio stany wody w początkowym i końcowym okresie pomiaru. 8.4.3. Obliczony poziom określony dla dodatkowego stanowiska jest redukowany do poziomu na głównym stanowisku poprzez powiązanie odpowiednich poziomów. 8.5. Operacyjna kontrola dokładności pomiaru 8.5.1. Kontrolę dokładności pomiarów należy przeprowadzać bezpośrednio na odcinku hydraulicznym podczas pomiarów. Wątpliwe wartości elementów przepływu wody (głębokość, prędkość, odległość, poziom) są określane i korygowane lub potwierdzane wielokrotnymi pomiarami. 8.5.2. Przy stabilnej (jeden do jednego) relacji między przepływem a poziomami, przepływ wody jest mierzony w celu kontrolowania stabilności wieloletniej krzywej przepływuQ(N). Z kolei krzywa ta służy do operacyjnej kontroli dokładności pomiaru i wykrywania błędów obserwacyjnych w oparciu o relację kryterium gdzie S Q- względny, całkowity błąd pomiaru; δ d - błąd dopuszczalny. 9.1.3. Postawiony problem optymalizacyjny należy do klasy źle postawionych, gdyż pozwala na rozwiązania niejednoznaczne, tj. nieunikalny wybór optymalnego wektora cech detalu. W praktyce wystarczy zatrzymać się na dowolnym wektorze (N s,
n s,
Nm), który spełnia warunek () oraz zapewnia wystarczającą wygodę i bezpieczeństwo, zadowalającą pracochłonność i energochłonność procesu pomiaru przepływu wody. 9.1.6. Do obliczeń praktycznych, oceny składników i dopuszczalne jest wykonanie według zależności graficznych na linii. oraz . Zależność względnego losowego błędu średniokwadratowego pomiaru powierzchni przedziału przekroju otwartego od liczby pionów pomiarowych i parametru kształtu przekroju
n s- ilość pionów pomiarowych w przedziale; j - parametr kształtu przekroju Bzdury. jeden Zależność względnego losowego błędu średniokwadratowego pomiaru średniej prędkości w przedziale
z numeru KarmanaKai średnia liczba punktówNmpomiar prędkości pionowej
Bzdury. 2 9.2. Optymalizacja czasu pomiaru 9.2.1. Czas trwania procesu pomiarowegoT oraz jest jednym z czynników decydujących o dokładności pomiarów przepływu: ze spadkiemT oraz błąd wzrasta z powodu niewystarczającego uśrednienia pulsacji prędkości; ze zwiększającą sięT oraz wzrasta błąd wynikający z „odcinania” szczytów i dolin zawartości wody podczas przechodzenia fal uwolnień i powodzi. Czas trwaniaT oraz musi być w przedziale T min £ T i £ T maks , (9,5) gdzie T min
oraz T maks - minimalny i maksymalny dopuszczalny czas trwania procesu pomiarowego. Czas T min jest wyznaczana z zależności (), aT maks
- według wzoru gdzie T P - okres wahań fal uwalniania (powódź), h lub dzień; j - faza okresu oscylacji, która stanowi środek przedziału czasu pomiaruT oraz ; 0 zł j zł 2 os ; ALE- względna amplituda fal uwalniania gdzie Q max i Q Z to odpowiednio maksymalne i średnie zrzuty wody w okresie uwolnienia. 10.1. Wymagania dotyczące kwalifikacji wykonawcy 10.1.1. Kwalifikacje obserwatora muszą być zgodne z warunkami, środkami i metodami pomiaru. Na małych rzekach, w warunkach niskiej wody i małej głębokości przepływu, gdy dopuszczalne jest prowadzenie obserwacji brodu, a ze środków technicznych używa się tylko obrotnicy i łaty pomiarowej, a także w innych przypadkach dopuszczalne jest zaangażowanie techniczne personel posiadający uprawnienia obserwatora hydrometeorologicznego, specjalnie przeszkolony i poinstruowany w zakresie pomiarów przepływu wody w zakresie cech pomiarów w tym dziale. 10.1.2. W przypadkach, gdy stosowane są bardziej złożone środki techniczne (np. zdalne instalacje, różnego rodzaju systemy okrętowe, echosondy itp.), a także w okresie zwiększonego zagrożenia obserwacyjnego przy dużej zawartości wody przepływowej, znacznych głębokościach i przepływie przy niestabilności kanałów, znacznym ukośnym przepływie i innych czynnikach utrudniających pomiary, w prace powinni być zaangażowani wykonawcy o kwalifikacjach nie niższych niż technik hydrologiczny. 10.1.3. Obserwator musi znać zasadę działania i urządzenie przyrządów pomiarowych oraz umieć się nimi posługiwać podczas wykonywania pomiarów; znać reżim wody i kanałów w miejscu pomiaru oraz warunki ich realizacji w różnych fazach reżimu; umieć posługiwać się kalkulatorami elektronicznymi do przetwarzania natężenia przepływu wody i wyników pomiarów. 10.2.
Wymagania bezpieczeństwa pracy 10.2.1. Pomiary przepływu wody w kanałach otwartych mogą wykonywać wyłącznie osoby poinstruowane o zasadach bezpieczeństwa. Wyniki odprawy zapisywane są w specjalnym dzienniku prowadzonym na stacji hydrologicznej. 10.2.2. Wykonując pomiary przepływu wody należy kierować się „Zasadami bezpieczeństwa prowadzenia obserwacji i prac w sieci Goskomhydromet” (Gidrometeoizdat, 1983). 11.1. Podczas wykonywania pomiarów przepływu wody, instalacji pomiarowych, przyrządów pomiarowych i urządzeń przedstawionych w tabeli. . Tabela 7 Nazwa mierzonych wielkości fizycznych i parametrów Obrotnica hydrometryczna: GR-21, GR-99 Średnie natężenie przepływu Kipregel Odległość pozioma do punktu obserwacji Teodolit Ekscesy Szyna poziomująca Przenośna szyna wodowskazowa GR-104 Poziomu wody Szyna do pomiaru wody z przepustnicą GR-23 Poziom wody fali Miernik śniegu GR-31 Grubość lodu Szyna maksymalna GR-45 Najwyższy poziom pomiędzy okresami obserwacji Pręt hydrometryczny GR-56 Głębokość przepływu Rejestrator poziomu: SUV-M „Valdai”, GR-38 Ciągła rejestracja poziomu wody Stoper Czas trwania pomiaru Instalacja do zdalnego pomiaru przepływu wody: GR-70, GR-64M Głębokość i prędkość przepływu, odległość od stałego źródła Wciągarka hydrometryczna Głębokość przepływu Miarka Dystans Ładunek hydrometryczny: GGR, PI-1 Głębokość przepływu Lina do znakowania Odległość od stałego źródła Kołyska hydrometryczna Hydrometria mostu Przejście po linie Z Tak- współczynnik zmienności elementu (2.1)
gdzie s( Tak) - odchylenie standardowe elementu,
- matematyczne oczekiwanie wartościTak(X)
oraz Tak(t),
do
- promień korelacji (n. ) t do - średni czas korelacji gdzie R(ξ)
oraz R(t ) -
funkcje autokorelacji odpowiednio dlaTak(X) oraz Tak(t). Definicja ξ do i t do wygodnie jest tworzyć z wykresów funkcjiR(ξ) do R(t ),
obliczone przez standardowy program komputerowy dla danej próbki wartości (Tak(X)) oraz ( Tak(t)}.
W hydrometrii rzek najpopularniejszą metodą pomiaru przepływu wody jest metoda „prędkość-kwadrat". Polega na zdefiniowaniu obszar wodny poprzez pomiar głębokości wzdłuż odcinka hydraulicznego oraz pomiar obrotnicą hydrometryczną w poszczególnych punktach odcinka wodnego prędkość przepływu. Podczas pomiaru przepływu wody konieczne jest: 1) rejestrują środowisko pracy; 2) monitorować poziom wody; 3) zmierzyć głębokości w miejscu hydrometrycznym; 4) zmierzyć prędkość przepływu wody w poszczególnych punktach swobodnego odcinka na pionach szybkich. Wszystkie zapisy danych obserwacyjnych i pomiarów przepływu wody dokonywane są prostym czarnym ołówkiem w „Książce do rejestracji pomiarów przepływu wody” KG-ZM*. Przed rozpoczęciem pracy należy sprawdzić przydatność gramofonu hydrometrycznego i jego akcesoriów, stoper, a także dostępność i przydatność sprzętu ratunkowego w celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy, stan całego wyposażenia sekcji hydrometrycznej (Załącznik 1). Aby zapobiec wypadkom, uczniowie są zobowiązani do studiowania i ścisłego przestrzegania instrukcji bezpieczeństwa (Załącznik 2). Do pomiaru przepływu wody wybiera się odcinek rzeki, który w miarę możliwości spełnia następujące wymagania: 1) brzegi są równe (nie kręte), równoległe; 2) koryto jest równe, stabilne i nie porośnięte roślinnością; 4) brak przestrzeni martwej (część odcinka wodnego, gdzie nie ma przepływu). W praktyce edukacyjnej na wybranym odcinku rzeki powinny występować głębokości większe niż 1 m, aby można było zidentyfikować wzorce zmian natężenia przepływu. W wybranym miejscu planowany jest cel hydrometryczny (brama hydrauliczna), na którym mierzony jest przepływ wody. Na małych rzekach zawór hydrauliczny jest łamany oczko prostopadle do kierunku przepływu rzeki i mocowany na obu brzegach znakami - palami. Znak na jednym z banków jest traktowany jako stały start, od którego mierzone są odległości zanim każdy pomiar (prędkość) w pionie. W osi hydraulicznej naciągnięta jest linka (linka), oznaczona co 1 m. W przypadku pomiarów z łodzi, równolegle do linki znakującej (pod nią) ciągnie się linkę napędową, która służy do przesuwania łodzi wzdłuż osi i zainstaluj go pionowo. Obserwacje i pomiary wykonujemy w następującej kolejności. 1. Informacje o środowisku pracy (stan rzeki, pogoda, przyrządy i sprzęt) są odnotowywane w księdze wydatków „Środowisko pracy”. Odnotowywane są wszystkie zjawiska, które mogą wpłynąć na kierunek i wielkość prędkości prądu lub wpłynąć na dokładność określenia przepływu wody. Na przykład wskazuje się szerokość skoszonego pasa sekcji hydraulicznej i odnotowuje się stan, w którym się znajduje: „koszona czysto”, „na dnie znajdują się resztki roślinności wodnej ... cm wysokości”. Ponadto wskazano stopień zarośnięcia koryta rzecznego roślinnością wodną poniżej linii hydraulicznej (przybrzeżny, całkowicie, rzadki, gęsty). Odnotowuje się ławice, mierzeje, środki, konstrukcje (tamy, zapory, tamy, mosty): należy wskazać, w jakiej odległości od sekcji hydraulicznej się znajdują. 2. Obserwacje stanów wody prowadzone są na głównym stanowisku hydrologicznym przed i po pomiarach głębokości oraz przed i po pomiary prędkości przepływu. Zapis danych obserwacyjnych dotyczących wysokości lustra wody podczas pomiarów i pomiaru przepływu odbywa się w odpowiednich tabelach książki przepływowej. 3. Pomiary głębokości na odcinku hydraulicznym wykonuje się w celu obliczenia powierzchni odcinka wodnego, jak opisano w rozdziale „Pomiar i opracowanie wyników pomiarów”. Głębokość mierzy się raz przed pomiarem i zapisem bieżących prędkości. książeczkę wydatków w dziale „Pomiary” (w kolumnie 11). W pierwszym i ostatnim wierszu odpowiadającym pierwszemu: i ostatniemu pomiarowi pionki na brzegu wody, c. kolumna 0 jest napisana "Ur.l.b." lub „Ur. p.b.” (krawędź lewego lub prawego brzegu), aw kolumnie I głębokość przy brzegu. Przy stromych brzegach głębokość ta może nie być równa zeru. Kolumny 3 i 4 wypełnia się tylko w przypadku dwukrotnego pomiaru głębokości w niestabilnym kanale: do przodu i do tyłu. 4. Pomiary prędkości prądu na pionach wykonuje się zwykle za pomocą jednego obrotnicy hydrometrycznej, przesuwanej sekwencyjnie do różnych punktów pionu. Numer piony o dużej prędkości na którym mierzone są prędkości prądu, przy szerokości rzeki do 50 m, przyjmuje się równą pięciu. Wybierając miejsca na piony szybkobieżne, należy dążyć do tego, aby były one możliwie równomiernie rozłożone na szerokości rzeki i jednocześnie padały na miejsca ostrego załamania dna i w najgłębszym miejscu wyrównanie. Ekstremalnie szybkie piony powinny znajdować się jak najbliżej brzegu (o ile pozwala na to aktualna prędkość i głębokość). Liczbę punktów, w których mierzy się prędkość przepływu na pionie, ustala się w zależności od głębokości roboczej pionu prędkości (tabela 4). głębokość robocza Pionową prędkość, jak również pionową pomiarową, uważa się za pionową odległość od dna do powierzchni wody. Przy stałym poziomie wody różnica głębokości na pionie wzdłuż sondowania i w momencie pomiaru prędkości w stabilnym kanale nie powinna przekraczać 2-3 cm przy głębokościach do -1 m, 5 cm - przy głębokościach od I do 3 m. powtórz. Tabela 4 Zależność liczby i lokalizacji pomiarów prędkości prądu na pionie od głębokości roboczej
Metody pomiaru przepływu wody. Klasyfikacja
OKP 43 1100
WPROWADZONE przez Techniczny Komitet Normalizacyjny TC 317 „Pomiary natężenia przepływu cieczy w otwartych ciekach i kanałach” oraz Departament Melioracji i Zaopatrywania w Wodę Rolniczą Ministerstwa Rolnictwa Federacji Rosyjskiej 1 obszar zastosowania
Norma ta ustanawia metody pomiaru przepływu i objętości wody stosowanej w punktach pomiaru wody w systemach nawadniających i odwadniających oraz systemach gospodarki wodnej.
Niniejsza norma nie dotyczy metod pomiaru przepływu, objętości i ilości cieczy wykorzystywanych do celów technologicznych ogólnego przeznaczenia przemysłowego i petrochemicznego.
Norma ta ma zastosowanie do wszystkich organizacji gospodarki wodnej różnych ministerstw i departamentów, które zapewniają dystrybucję zasobów wodnych między konsumentów, a także w biurach projektowych, instytutach badawczych, organizacjach projektowych i przemysłowych, które opracowują, testują, produkują i obsługują urządzenia do pomiaru wody dla otwarte cieki wodne, kanały i kompleks rolno-przemysłowy, rurociągi ciśnieniowe, półciśnieniowe i bezciśnieniowe oraz dla przepompowni nawadniających i odwadniających.
Ten standard powinien być używany w połączeniu z GOST 8.439 i GOST 15528. 2 odniesienia normatywne
W niniejszej normie zastosowano odniesienia do następujących norm:
GOST 8.439-81 System państwowy zapewniający jednolitość pomiarów. Przepływ wody w rurociągach ciśnieniowych. Metodologia wykonywania pomiarów terenowych – metoda szybkościowa
GOST 8.563.1-97 Państwowy system zapewniający jednolitość pomiarów. Pomiar przepływu i ilości cieczy i gazów metodą zmiennego spadku ciśnienia. Membrany, dysze ISA 1932 i zwężki Venturiego zainstalowane w wypełnionych rurach okrągłych. Specyfikacje
GOST 8.563.2-97 Państwowy system zapewniający jednolitość pomiarów. Pomiar przepływu i ilości cieczy i gazów metodą zmiennego spadku ciśnienia. Sposób wykonywania pomiarów za pomocą urządzeń zwężających
GOST 8.563.3-97 Państwowy system zapewniający jednolitość pomiarów. Pomiar przepływu i ilości cieczy i gazów metodą zmiennego spadku ciśnienia. Procedury i moduł obliczeniowy. Oprogramowanie
GOST 15528-86 Przyrządy do pomiaru przepływu, objętości lub masy przepływających cieczy i gazów. Warunki i definicje
GOST R 51657.1-2000 Rachunek wodny dla systemów nawadniania i odwadniania oraz gospodarki wodnej. Warunki i definicje 3 definicje
Niniejsza norma wykorzystuje terminy i definicje zgodnie z GOST R 51657.1. 4 Postanowienia ogólne
5 Klasyfikacja metod pomiaru przepływów i objętości wody
Zgodnie z metodami uzyskiwania wyników pomiarów dzielą się na bezpośrednie i pośrednie.
Pomiary bezpośrednie wykonujemy następującymi metodami:
- wolumetryczne, w których wykorzystuje się zbiorniki miarowe lub przykładowe urządzenia do pomiaru cieczy, rezerwy pojemności pełnowymiarowych odcinków kanałów lub małych zbiorników;
- masa, w której używany jest pojemnik, zainstalowany na przykładowej wadze, w której mierzona jest masa cieczy w zadanym przedziale czasu.
Pomiary bezpośrednie są z reguły wykorzystywane do uzyskania precyzyjnych danych w badaniach i rozwoju przepływomierzy, badaniach metrologicznych i wzorcowaniu przyrządów pomiarowych, a także w instalacjach przepływomierzy referencyjnych oraz przy rozliczaniu cieczy do celów handlowych.
- stałe stacje pomiarowe w naturalnych stabilnych lub sztucznych kanałach bez wykładania i wyłożonych odcinkach kanałów zgodnie z GOST 8.439;
- konstrukcje i urządzenia pomiarowe, w tym jazy, progi, koryta pomiarowe i specjalne urządzenia pomiarowe (przystawki, dysze);
- stopniowane konstrukcje hydrauliczne.
- prędkość - powierzchnia;
- stok - powierzchnia;
- mieszanie.
Przy stosowaniu konstrukcji i urządzeń hydrometrycznych stosuje się następujące metody:
- poziom (ciśnienie) - natężenie przepływu;
- różnica poziomów (różnica ciśnień) - natężenie przepływu;
- prędkość - zużycie.
Pomiary tych parametrów można przeprowadzić w zwykły sposób, tj. całego przepływającego przepływu i w sposób częściowy, w którym mierzona jest tylko dana część przepływu.
Przy stosowaniu stopniowanych konstrukcji hydraulicznych stosuje się następujące metody:
- poziomy (głowice) - otwarcie urządzenia sterującego - przepływ;
- różnice poziomów (różnica ciśnień) - wartość otwarcia urządzenia sterującego - natężenie przepływu.
Jako główny środek roboczy do określania natężenia przepływu i objętości wody stosuje się pośrednie metody pomiarowe.
Aby wybrać wymaganą metodę pomiaru wody, użyj GOST 8.439,.
- pomiar odcinków lub odcinków rurociągów;
- urządzenia zwężające, w tym membrany, dysze i rury Venturiego zgodnie z GOST 8.563.1 - GOST 8.563.3;
- stopniowany sprzęt hydromechaniczny.
- powierzchnia - prędkość zgodnie z GOST 8.439;
- spadek ciśnienia - powierzchnia zgodnie z GOST 8.563.1 - GOST 8.563.3;
- mieszanie.
Pomiary parametrów przeprowadza się jak zwykle, tj. dla całego przepływu przechodzącego w rurze oraz metodami częściowymi, tj. dla danej części przekierowanego (obwodnicy) przepływu w rurociągu o małej średnicy.
Podczas korzystania z urządzeń zwężających pomiar parametrów przepływów ciśnienia odbywa się w następujący sposób zgodnie z GOST 8.563.1 - GOST 8.563.3:
- prędkość - zużycie:
- różnica ciśnień - natężenie przepływu.
Przy użyciu stopniowanego sprzętu hydromechanicznego do pomiarów stosuje się następujące metody:
- różnica ciśnień przed i za zaworem - wartość otwarcia urządzenia sterującego - przepływ;
- różnica ciśnień między punktami charakterystycznymi urządzeń hydromechanicznych - wartości otwarcia urządzenia sterującego - natężenie przepływu.
Najnowsze metody pomiarowe są bowiem przybliżone, ponieważ. sprzęt hydromechaniczny z czasem zmienia swoje właściwości.
Jako główne środki robocze do określania przepływu i objętości wody stosuje się pośrednie metody pomiarowe.
Definicje wymienionych metod pomiaru przepływu i objętości wody dla przepływów ciśnieniowych w rurociągach podano w GOST 8.563.1 - GOST 8.563.3, GOST 15528 i. DODATEK A (informacyjny). Bibliografia
(odniesienie)
Instrukcja dla stacji i posterunków hydrometeorologicznych, wydanie 6. część druga. Obserwacje hydrologiczne i prace na małych rzekach. Gidrometeoizdat. L., 1972
Zalecenia dotyczące stosowania przepływomierzy w przepompowniach rekultywacyjnych o natężeniu przepływu do 6 m/s .
VNIIVODGEO Gosstroy ZSRR. M., 1986
Tekst dokumentu jest weryfikowany przez:
oficjalna publikacja
M.: Wydawnictwo IPK Standards, 2001Obliczamy przepustowość rury za pomocą kalkulatora internetowego
Jakie czynniki wpływają na przepuszczalność cieczy przez rurociąg?
Można nawet argumentować, że sama długość sieci nie ma wpływu na definicję „geometrii rur”. A przekrój, ciśnienie i inne czynniki odgrywają bardzo ważną rolę.
Obliczenia przekrojów według SNIP 2.04.01-85
Jeśli skupisz się na normach SNIP, możesz w nich zobaczyć, co następuje - dzienna ilość wody zużywanej przez jedną osobę nie przekracza 60 litrów. Pod warunkiem, że dom nie jest wyposażony w bieżącą wodę, a w sytuacji z wygodnym mieszkaniem objętość ta wzrasta do 200 litrów.
Wzór do obliczania ciśnienia i średnicy rury: q = π × d² / 4 × V
We wzorze: q przedstawia przepływ wody. Jest mierzony w litrach. d to rozmiar odcinka rury, jest pokazany w centymetrach. A V we wzorze to oznaczenie prędkości przepływu, pokazane w metrach na sekundę.
Określanie utraty głowy
Wideo - jak obliczyć zużycie wody
Obejrzyj wideo
WEDŁUG STANDARDÓW
PRZEPŁYWOMIERZE (VNIIR)
JEDNOSTKA MIAR
TECHNIKA POMIAROWA
METODA „PRĘDKOŚĆ – OBSZAR”
WYDAWNICTWO STANDARDÓW
1987
pomiary metodą „prędkość – powierzchnia”
1. ZASADA POMIARU PRZEPŁYWU WODY METODĄ „PRĘDKOŚĆ – POWIERZCHNIA” I KLASYFIKACJA JEJ WARIANTÓW
2. SEKCJA LINII HYDROMETRYCZNEJ
3. HYDRAULIKA I ICH WYPOSAŻENIE
4. POMIARY POZIOMU WODY
5. KOORDYNACJA PIONÓW POMIAROWYCH I PRĘDKOŚCI W LINII HYDRAULICZNEJ
(5.1)
6. POMIAR GŁĘBOKOŚCI I OBLICZANIE POWIERZCHNI PRZEDZIAŁÓW MIĘDZY PIONAMI PRĘDKOŚCI
(6.2)
(6.4)
7. POMIAR I OBLICZANIE ŚREDNIEJ PRĘDKOŚCI PRĄDÓW NA PIONIE
8. PRZETWARZANIE WYNIKÓW POMIARÓW I OBLICZANIE PRZEPŁYWU WODY
(8.4)
(9.6)
(9.7)
10. WYMAGANIA DOTYCZĄCE KWALIFIKACJI WYKONAWCY I BEZPIECZEŃSTWA PRACY
11. PRZYRZĄDY POMIAROWE I URZĄDZENIA POMOCNICZE
(2.2)
(2.3)