Métodos para medir o fluxo de água. Determinação do fluxo de água Medição e cálculo da velocidade média das correntes na vertical

Métodos para medir o fluxo de água.  Determinação do fluxo de água Medição e cálculo da velocidade média das correntes na vertical
Métodos para medir o fluxo de água. Determinação do fluxo de água Medição e cálculo da velocidade média das correntes na vertical

Nossa empresa mede o fluxo de água, tanto com pressão quanto sem pressão. Dependendo do método de medição, é utilizado equipamento apropriado.

Por que nós?

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O fluxo de pressão é limitado em todos os lados pelas paredes do conduíte, razão pela qual a pressão em qualquer ponto difere significativamente da pressão atmosférica. Um fluxo livre, por sua vez, possui uma superfície livre sob a influência da pressão atmosférica.

Métodos para medir fluxos de pressão

O fluxo de água em fluxos de pressão depende diretamente da velocidade do líquido que flui e da área de fluxo. Neste caso, a área da secção transversal é limitada pelas paredes da conduta de água e, portanto, é sempre conhecida. Para determinar a vazão, você precisa multiplicar a área da seção transversal pela velocidade do fluxo.

    Método tacômetro. É usado por medidores de vazão mecânicos e baseia-se na determinação da velocidade de rotação de um elemento móvel sob a influência do líquido fluindo em um conduíte.

    Método diferencial de pressão variável. Independentemente do instrumento de medição, este método baseia-se na dependência da queda de pressão, que é formada por meio de um conversor primário, da vazão do líquido.

    Método ultrassônico de pulso de tempo. Baseia-se na medição da velocidade de passagem de um sinal ultrassônico entre dois sensores instalados em uma tubulação de água, funcionando alternadamente como emissor e receptor.

    Método de indução magnética. Baseia-se na determinação da magnitude da força eletromotriz que ocorre em um fluxo de água quando ela flui através de um campo magnético criado artificialmente por eletroímãs.

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Tratamos de assuntos urgenteseliminando vazamentos de água em tubulações . Detalhes em nosso site.

Métodos para medir fluxos de fluxo livre

Atualmente, os dois métodos mais utilizados para medir fluxos de fluxo livre são o Doppler acústico e de dois canais.

    Método acústico. Baseia-se na determinação acústica do nível do líquido, cujos indicadores são recalculados através de tabelas de calibração através da função “level-flow”.

    Método Doppler de dois canais. Baseia-se na medição simultânea não apenas da velocidade do fluxo, mas também do seu nível. Neste caso, o método Doppler é utilizado apenas para determinar a velocidade do fluxo.


SNiP 2.04.01-85*

Regulamentos de construção

Abastecimento interno de água e esgoto de edifícios.

Sistemas internos de abastecimento de água fria e quente

11. Dispositivos para medir a quantidade e vazão de água

11.1.* Para edifícios recém-construídos, reconstruídos e reformados com sistemas de abastecimento de água fria e quente, bem como apenas abastecimento de água fria, deverão ser fornecidos medidores de consumo de água - medidores de água fria e quente, cujos parâmetros devem atender às normas vigentes .

Os hidrômetros devem ser instalados nas entradas das tubulações de abastecimento de água fria e quente em todos os edifícios e estruturas, em todos os apartamentos de edifícios residenciais e nos ramais das tubulações para lojas, cantinas, restaurantes e outras instalações embutidas ou anexas a residências, indústrias e edifícios públicos.

Não é necessária a instalação de hidrômetros em sistemas separados de abastecimento de água contra incêndio.

Nos ramais para instalações individuais de edifícios públicos e industriais, bem como nas ligações a instalações sanitárias individuais e equipamentos tecnológicos, são instalados hidrômetros a pedido do cliente.

Nas tubulações de abastecimento e circulação de abastecimento de água quente (para redes bitubos) devem ser instalados medidores de água quente com instalação de válvula de retenção na tubulação de circulação.

11.2. O diâmetro nominal do hidrômetro deve ser selecionado com base no consumo médio horário de água para o período de consumo (dia, turno), que não deve ultrapassar o operacional, tomado conforme tabela. 4*, e verifique de acordo com as instruções da cláusula 11.3*.

11.3.* Um medidor com diâmetro nominal aceito deve ser verificado:

a) passar pela segunda vazão máxima calculada, sendo que a perda de pressão nos hidrômetros não deve ultrapassar: 5,0 m - para medidores de palhetas e 2,5 m - para medidores de turbina;

b) passar a segunda vazão máxima (calculada) de água, levando em consideração o fornecimento da vazão de água calculada para extinção de incêndio interno, enquanto a perda de pressão no medidor não deve ultrapassar 10 m.

11.4. A perda de pressão em metros, m, a uma segunda vazão de água calculada, l/s, deve ser determinada pela fórmula

onde está a resistência hidráulica do medidor, medida conforme tabela. 4*.

Caso seja necessário medir a vazão de água e não seja possível utilizar hidrômetros para esse fim, outros tipos de medidores de vazão devem ser utilizados. A seleção do diâmetro nominal e instalação dos medidores de vazão deve ser realizada de acordo com os requisitos das especificações técnicas pertinentes.

Tabela 4*

Diâmetro do diâmetro nominal do medidor, mm

Opções

consumo de água, m cúbico/h

máximo
pequeno

hidráulico
pessoal

mini-
pequeno

exploração
nacional

máximo
pequeno

sensibilidade,
m cúbico/h, não mais

volume de água
por dia, metros cúbicos

resistência
contador S,

11.5.* Os medidores de água fria e quente devem ser instalados em local conveniente para leitura e manutenção pelo pessoal operador, em ambiente com iluminação artificial ou natural e temperatura do ar de no mínimo 5°C.

11.6. Em cada lado dos medidores devem ser previstas seções retas de tubulações, cujo comprimento é determinado de acordo com os padrões estaduais para válvulas ou válvulas de gaveta para medidores de água (palhetas e turbinas). Uma válvula de drenagem deve ser instalada entre o medidor e a segunda válvula ou válvula gaveta (de acordo com o movimento da água).

11,7*. Uma linha de derivação para medidores de água fria deve ser fornecida se:

existe uma entrada de abastecimento de água no edifício;

O hidrômetro não foi projetado para lidar com o fluxo de água de combate a incêndio.

Uma válvula selada na posição fechada deve ser instalada na linha de bypass. A válvula de passagem do fluxo de água de combate a incêndio deve ser acionada eletricamente.

A linha de desvio deve ser projetada para o fluxo máximo de água (incluindo incêndio).

Uma válvula elétrica deve abrir automaticamente a partir de botões instalados em hidrantes ou de dispositivos automáticos de incêndio. A abertura da válvula deve ser interligada com o acionamento das bombas de incêndio em caso de pressão insuficiente na rede de abastecimento de água.

Não deve haver linha de desvio no medidor de água quente.

11.8. Para áreas residenciais, é permitido não fornecer água ao sistema de abastecimento de água quente durante a extinção de incêndios. Neste caso, é necessário garantir o desligamento automático do abastecimento de água a este sistema.

Medindo o fluxo de água com um hidrômetro

Método multiponto (detalhado) fornece medição do fluxo de água ao longo de um número maior de verticais de velocidade (10-15 em comparação com o normal) com medição de velocidade em 5-10 pontos (rotação: 0,2; 0,6; 0,8; fundo - com canal livre; rotação: 0,2;0,4 ;0.6;0.8;bottom - quando o canal não está livre) em cada vertical. O método multiponto fornece a taxa de fluxo mais precisa.

A principal maneira quando o número de verticais de velocidade é reduzido em 1,5-2 vezes em comparação com o detalhado, e as velocidades de fluxo são medidas em 2-3 pontos em cada vertical.

Método de integração verticalmente é usado em profundidades superiores a 1 m e velocidades de fluxo superiores a 0,2 m/s. A medição é realizada através da instalação integrada GR-101.

Via rápida utilizado para mudanças rápidas de nível durante a medição de vazão de água com intensa deformação do canal, na presença de remanso variável e em outras condições desfavoráveis.

Atalhos prever a medição do fluxo de água por velocidade média em 1-2 verticais representativas ou uma velocidade unitária em um ponto 0,2 de sua profundidade de trabalho.

Medindo o fluxo de água com flutuadores

Medições com flutuadores de superfície. A precisão das medições flutuantes é significativamente menor do que a das medições rotativas. No deriva intensa do gelo, quando as medições do cata-vento se tornam impossíveis e blocos de gelo individuais servem como flutuadores.

Medição do fluxo de água com flutuadores profundos e flutuadores integradores

Flutuadores deste tipo são usados ​​para medir velocidades de fluxo relativamente baixas (até 0,15-0,20 m/s), quando as medições do spinner não são muito confiáveis.

Medição de fluxo de água hidráulica

É utilizado quando não é possível medir o fluxo de água por outros métodos. O consumo de água é calculado usando a fórmula

Q=VavF, Vav=C RJ,

onde R é o raio hidráulico; Inclinação J-longitudinal; Coeficiente de taxa C ou coeficiente de Chezy C=1/nR x-1,5 n em R<1 м;x-1,3 n при R>1m.

Observações dos níveis dos rios

Os resultados das observações dos níveis permitem estabelecer as zonas e a duração das cheias de troços individuais do vale do rio, a velocidade de movimento da onda de cheia ao longo do rio (no caso de “o rio ter pelo menos duas águas- postos de medição) e tirar conclusões sobre a natureza geral das mudanças no conteúdo de água do rio ao longo do ano num período de longo prazo, sobre as cheias mais elevadas, etc.

Entre esses chamados níveis característicos, os níveis de maior interesse prático são: 1) o mais alto anual, 2) a deriva do gelo na primavera, 3) a deriva do gelo no outono, 4) as inundações de verão e outono, 5) as mais baixas no verão e no inverno.

fluxo do rio - movimento da água na forma de um riacho ao longo do leito de um rio.

Ocorre sob a influência da gravidade. É um elemento essencial do ciclo da água na natureza, através do qual a água se move da terra para os oceanos ou áreas de drenagem interna. O valor quantitativo do escoamento por unidade de tempo é chamado de fluxo de água.

Em hidrologia, o fluxo do rio geralmente significa o volume de escoamento - o volume de água que passa por uma determinada seção por unidade de tempo, geralmente por ano. Combina o escoamento superficial (formado como resultado da precipitação e do derretimento da neve) e o escoamento subterrâneo formado pelas águas subterrâneas. O caudal do rio ao longo de um ano é um indicador objectivo para determinar a plenitude de um rio.

A principal característica do fluxo do rio é o fluxo da água.

Todas as outras características do fluxo do rio, na verdade, derivam dos fluxos de água correspondentes. Consideremos as características mais comumente utilizadas do fluxo do rio.

Volume de escoamento W (m 3, km 3) - a quantidade de água que flui da área de captação em qualquer intervalo de tempo (dia, mês, ano, etc.).

Módulo de escoamento M (l/s * km 2) ou q [m 3 / s * km 2)] é a quantidade de água que flui de uma unidade de área de captação por unidade de tempo.

Camada de escoamento h (mm) - a quantidade de água que flui de uma área de captação em qualquer intervalo de tempo, igual à espessura da camada uniformemente distribuída sobre a área dessa área de captação.

O coeficiente de escoamento é a razão entre a camada de escoamento e a quantidade de precipitação que caiu na área de captação, causando a ocorrência de escoamento.

O escoamento anual é calculado em climas temperados para o ano hidrológico que começa no outono (1º de outubro ou 1º de novembro), quando as reservas de umidade nas bacias hidrográficas que passam de um ano para outro são pequenas.

Para medir a velocidade do fluxo, são utilizados dois tipos de instrumentos: elétricos e mecânicos. Em muitas medições de corrente, tanto mecânicas quanto elétricas, o sensor de velocidade de corrente é um impulsor girando sobre um eixo e o sensor de direção é uma bússola magnética. Todos esses dispositivos baseiam-se na medição do número de rotações do impulsor durante um determinado período de tempo. Isso é feito usando um contador mecânico (girador Ekman) ou elétrico (medidor de corrente Roberts). Recentemente, o rotor Savocius, cujas revoluções são registradas por um medidor elétrico, e a plataforma giratória de impressão direta Alekseev têm sido amplamente utilizados. No toca-discos de Alekseev, a gravação é feita em fita por meio de um dispositivo especial por meio de um certo número de voltas do toca-discos.

Na prática dos limnologistas, termômetros de resistência-termoidrômetros também são utilizados para determinar a velocidade do fluxo, com base nas mudanças na resistência dos termopares em função da velocidade do fluxo de água que lava esses sensores. Recentemente, surgiram medidores elétricos aprimorados de registro de velocidade e direção da corrente - ACIT.

Para estabelecer a natureza da relação entre custos e níveis, é necessário verificar e analisar cuidadosamente os materiais de origem. Estes incluem: 1) tabela “Fluxos de água medidos” (WW); 2) tabela “Níveis diários de água” (DWL); 3) perfis transversais combinados ao longo do alinhamento hidrométrico; 4) planta do local de postagem; 5) perfil transversal ao longo do canal hidráulico até o nível máximo da água; 6) questão técnica do cargo; 7) materiais literários e de arquivo que caracterizam o regime fluvial no trecho hidrométrico.

As medições de vazão usando flutuadores de superfície têm uma precisão significativamente menor do que as medições usando plataformas giratórias, portanto, flutuadores de superfície são usados ​​em pesquisas de reconhecimento de rios quando as plataformas giratórias falham. Durante intensa deriva de gelo, quando as medições com plataformas giratórias se tornam impossíveis, blocos de gelo individuais podem servir como flutuadores.

Arroz. 31.

AB - ponto de lançamento; EU- base; 2 - superior; 3 - principal;

4 - trecho inferior do rio

As medições de flutuação são realizadas em condições calmas ou com vento fraco de 2-3 m/s. Para medir velocidades com flutuadores de superfície em um trecho do rio que atenda aos requisitos de medidores hidrométricos, uma rodovia é construída ao longo da margem paralela à direção principal do fluxo e uma base é selecionada nela - EU(Fig. 31). Três alinhamentos são quebrados perpendicularmente a ele: o superior - 2, o principal - 3 (meio) e inferior - 4. A distância entre os alinhamentos é tal que a duração das flutuações entre eles é de pelo menos 20 s. Site principal 3 quebra aproximadamente no meio da base.

Se uma ponte for utilizada para simplificar e agilizar o trabalho hidrométrico, o alinhamento principal é combinado com o alinhamento da ponte.

A posição da base e os alinhamentos no solo são fixados com estacas e marcos. Nos locais, cabos marcados com intervalos de 1 m podem ser esticados sobre a água. Em todos os pontos ao longo da beira da água, são cravadas estacas; sua distância até a base é medida com uma fita métrica. Para lançar os flutuadores, a porta de lançamento AB é adicionalmente quebrada 5 a 10 m acima do alvo superior.

Medições de profundidade são feitas e a área da seção aberta ao longo da seção principal é determinada. As medições são feitas sob cada marca do cabo marcado, começando pelo “início permanente” (estaca de corte). Os resultados da medição são inseridos em uma tabela. Na ausência de cabo marcado no alinhamento, a distância da vertical de medição à costa é determinada pelo método do entalhe, ou seja, medindo o ângulo horizontal entre a base e a linha de visão (ver Fig. 15). A localização do ponto de medição no alvo é controlada por marcos colocados na costa.

A medição das velocidades do fluxo de água com flutuadores é realizada na seguinte ordem. No local de lançamento, 15 a 25 flutuadores são lançados sucessivamente na água, distribuídos de maneira aproximadamente uniforme ao longo da largura do rio. Quando um carro alegórico passa pelos portões, os observadores emitem sinais de sinal verde ou voz. Nestes momentos, o local de passagem (distância da costa) do flutuador em cada alinhamento é registrado pelo método de entalhe ou por um observador na ponte por meio de cabos de marcação. Ao mesmo tempo, um cronômetro mede o tempo que o flutuador leva para viajar de cima para baixo.


Arroz. 32.

Os resultados da medição da velocidade dos flutuadores são registrados em uma tabela. Além disso, estão excluídos os registos de carros alegóricos trazidos para terra. Na Fig. A Figura 32 mostra a distribuição dos tempos de viagem da flutuação ao longo da largura do rio. No gráfico, o eixo horizontal mostra as distâncias do início permanente até o local onde os flutuadores passam no alinhamento intermediário, e o eixo vertical mostra a duração do deslocamento dos flutuadores entre os alinhamentos superior e inferior. Usando os pontos plotados, é desenhado um diagrama médio da distribuição da duração do curso do flutuador ao longo da largura do rio. As verticais de velocidade são desenhadas em distâncias iguais e em locais onde o diagrama é flexionado. São atribuídas pelo menos 5 a 6 verticais de alta velocidade, que são combinadas com verticais de medição para facilitar o processamento. Para cada velocidade vertical, a velocidade superficial da corrente é calculada dividindo a distância entre as portas superior e inferior pela duração do curso da bóia, retirada do diagrama. Os resultados da medição das vazões de água por flutuadores são registrados em uma tabela.

Multiplicando as áreas dos compartimentos entre as verticais de velocidade pela metade da soma das velocidades superficiais sobre elas, são obtidos fluxos parciais de água fictícios. A sua soma, tendo em conta os coeficientes marginais, dá o consumo total de água fictício (2f:

onde vi, v„ são velocidades superficiais em verticais de alta velocidade; coi, ..., co„ - áreas de seções residenciais entre verticais de alta velocidade; Para- coeficiente para a seção da borda igual a 0,7.

A taxa de fluxo real é calculada usando a fórmula:

Onde PARA- coeficiente de transição, do fluxo fictício para o real.

O valor do coeficiente de transição A^i pode ser encontrado em tabelas ou determinado usando a fórmula 5.6, se P- vazão determinada simultaneamente por medições com mesa giratória e flutuadores. Você também pode definir PARA de acordo com a fórmula:

Onde COM- Coeficiente de Chezy, que se recomenda calcular pela fórmula N.N. Pavlovsky:

aonde R 1m E no R> 1 m; P- coeficiente

rugosidade, determinada a partir de tabelas em livros de referência hidráulica.

Se for impossível lançar flutuadores em toda a largura do rio, por exemplo, em rios de fluxo rápido onde os flutuadores são transportados para o meio do fluxo, o fluxo de água é determinado pela maior velocidade superficial. Neste caso, 5 a 10 flutuadores são lançados na parte central do fluxo. De todos os flutuadores lançados, são selecionados três com maior duração de curso, diferindo entre si no tempo em não mais que 10%; com um desvio maior na duração do curso, outros 5-6 flutuadores são lançados.

Se a maior velocidade superficial for medida usando flutuadores, ela será usada para calcular o fluxo de água

onde K max é a velocidade média dos três flutuadores mais rápidos; coeficiente PARA

Onde E- profundidade média do fluxo; g - aceleração de queda livre; co é a área da seção transversal da água.

A medição do fluxo de água com flutuadores profundos é usada para medir velocidades de fluxo relativamente baixas (até 0,15-0,20 m/s), quando as medições do spinner não são confiáveis ​​e para determinar os limites do espaço morto. As velocidades atuais são medidas a partir de um barco equipado com

fixado por três ripas paralelas rigidamente fixadas a uma distância de 1 m uma da outra. Utilizando uma vara a uma distância de 0,5 m das ripas (superiores) localizadas mais próximas da proa do barco, é lançado um flutuador profundo. Um cronômetro é usado para determinar o tempo que o flutuador leva para percorrer a distância do alvo superior ao inferior. Em cada ponto o flutuador é lançado pelo menos três vezes. A velocidade em um ponto é calculada dividindo o comprimento da base - a distância entre as ripas do portão - pela duração média do curso da bóia. O valor médio é levado em consideração. O fluxo de água é calculado analiticamente da mesma forma que o fluxo de água medido com um cata-vento.