巴歇尔堰槽安装使用说明指导书.doc
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1、原则化废水排放口巴歇尔堰槽安装使用阐明书本文参照了中华人民共和国城乡建设行业原则都市排水流量堰槽测量原则巴歇尔堰槽CJ/T3008.31993中关于条目。一、概述非满管状态流动水路称作明渠(Open Channel),测量明渠中水流流量仪表称作明渠流量计。明渠流通剖面除圆形外,尚有U形、梯形、矩形等各种形状。水路按其形态分类,各形态如下图所示。ISO普通称之为满水管为封闭管道,流动是在水泵压力或高位槽位能作用下逼迫流动。明渠流则是靠水路自身坡度形成自由表面流动。 满水管路 自由表面明渠 自由表面暗渠 满水管路水路 某些满水管路 敞口明渠(习惯简称明渠) 明渠(或非满管)渠道 暗明渠(习惯简称暗
2、渠) 明渠流量计应用场合有都市供水引水渠、火电厂冷却水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工矿公司废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。本文重点讨论巴歇尔堰槽安装和流量测量办法和仪表,不涉及较大型水利工程和农业灌溉用流量测量办法。二、量水堰槽测流量原理图1 量水堰槽把流量转化成液位明渠内流量越大,液位越高;流量越小,液位越低(参见图1)。对于普通渠道,液位与流量没有拟定相应关系。由于同样水深,流量大小,还与渠道横截面积、坡度、粗糙度关于。在渠道内安装量水堰槽(参见图2),由于堰缺口或槽缩口比渠道横截面积小,因而,渠道上游水位与流量相应关系重要取决于堰槽几何尺寸。同样量水堰槽放在不同渠道上,相似
3、液位相应相似流量。量水堰槽把流量转成了液位。通过测量流经量水堰槽内水流液位,可以依照相应量水堰槽水位-流量关系,求出流量。惯用量水堰槽种类如图2。图2 惯用量水堰种类量水堰槽水位流量关系可以从国家计量检定规程明渠堰槽流量计JJG7111990中查到。本文摘抄了某些惯用类型附后。每种类型量水堰槽,均有自己固定水位流量相应关系。拟定水位流量关系时,三角堰规定要有渠道宽B、开口角度、上游堰坎高p参数;矩形堰要有渠道宽B、开口宽b、上游堰坎高p参数;而巴歇尔槽只规定有喉道宽度参数b。三、巴歇尔堰槽构造选取量水堰槽种类,要考虑渠道内流量大小,渠道内水流态,与否能形成自由流。流量不大于40升/秒时,普通应
4、使用直角三角堰。不不大于40升/秒,普通应使用巴歇尔槽。流量不不大于40升/秒,渠道内水位落差又较大,可以使用矩形堰。安装堰板后,要在堰板堰口下游能形成“小瀑布”。量水堰槽可以用玻璃钢制作,也可以采用其他材料,加工尺寸要精确。三角堰和矩形堰堰口是核心尺寸,要更精确。朝向进水一侧表面要平滑。巴歇尔槽内尺寸要准,内表面要平滑。喉道某些是核心尺寸,要更精确。总之,巴歇尔堰槽各部位尺寸,要严格按照规范中规定,不能四舍五入,也不能化零为整。3.1 巴歇尔堰槽 (Parshall flume,简称P槽) 构造及尺寸巴歇尔槽构造如图3。喉道宽从25mm至15m,已有定性尺寸。流量和喉道上游液位间关系式中,系
5、数和指数均因规格而异。P槽可以用钢板或玻璃钢制成,对精度规定不高也可以用木板制作。也可以在现场用混凝土现浇。国内已有用聚氯乙烯塑料或玻璃钢制成定型商品。对表面粗糙度和尺寸公差ISO9826、CJ/T 3008.31993和JJG 7111990均提出了规定。原理上喉道存在流量上限,喉道液位与收缩段液位比值(称作沉没比)应不大于规定值,否则便成为沉没流,且喉道应规定最高水位。若P槽下游侧水位明显上升(例如涨潮,汇合支流流量剧增)会产生测量误差,有时甚至无法测量,此时可在测量扩散段水位后,参照JJG 711 7.1.47.1.6所列图表计算流量。P槽流量计特点是:1) 水中固态物质几乎不沉积,随水
6、流排出;2) 水位抬高比堰小,仅为1/4,合用于不容许有大落差渠道。图4、巴歇尔槽安装在渠道上巴歇尔槽标记尺寸是喉道宽“b”。一方面依照应用需要最大流量,从“附录二、巴歇尔槽水位流量公式”中查出适当巴歇尔槽喉道宽“b”。再从“附录一、巴歇尔槽构造尺寸”中查出相应喉道宽等于“b”巴歇尔槽其他尺寸。如“”、“”、“”、“”等等。按尺寸加工成形,安装在渠道上,如图4所示。量水槽各部尺寸,值随喉口宽度而变,其关系为:其她常数项经实验拟定为,普通状况下,0.6m,0.92m,0.08m,0.23m,0.05m,0.075m。依照渠道深度而定,高出上游水位0.10.2m,普通可采用1m。量水槽上、下游护底
7、长为槽底高函数,其中,上游护底长4、下游护底长(68)。各某些制作精度规定见CJ/T3008.31993。3.2 流量计算公式 巴歇尔量水槽了流量计算分自由流和沉没流两种状况。 a) 沉没度0.7时为自由流,自由流流量公式:式中: 上游水尺读数(m) 下游水尺读数(m); b喉道宽度(m); 当喉道宽度b=0.51.5m时,可用简化公式,按代入上式得b) 沉没度0.70.95时为沉没流,沉没流()流量公式: 对于沉没度不大于0.85原则槽,基自由流和沉没流也可用统一下列公式计算:式中,为沉没度。当0.677 时,均以=0.677 代入计算;当0. 677 时,以实际值代入计算;当0.95 时,
8、巴歇尔槽已经失去测流作用,此时就要采用其他办法进行测流。3.3 流量计算巴歇尔槽水位流量关系普通是形如: 公式。依照喉道宽“b”,从“附录二、巴歇尔槽水位流量公式”中找出相应公式,代入水位值,求出相应流量。表1、2、3分别是喉道宽为0.025m,0.051m,2.1m巴歇尔槽水位流量相应关系。表1 喉道0.025米巴歇尔槽水位流量相应表 水位单位:米 流量单位:升/秒水位0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.090流量0.00000.04800.14050.26340.41140.58140.77120.97941.20461.4458水
9、位0.1000.1100.1200.1300.1400.1500.1600.1700.1800.190流量1.70231.97332.25822.55652.86773.19143.52713.87474.23364.6037水位0.2000.2100.2200.2300.2400.2500.2600.2700.2800.290流量4.98465.37625.37625.37625.37625.3762-表2 喉道0.051米巴歇尔槽水位流量相应表 水位单位:米 流量单位:升/秒水位0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.090流量0.00
10、000.09590.28070.52630.82211.16171.54111.95712.40712.8892水位0.1000.1100.1200.1300.1400.1500.1600.1700.1800.190流量3.40183.94344.51275.10885.73076.37757.04847.74298.46029.1997水位0.2000.2100.2200.2300.2400.2500.2600.2700.2800.290流量9.961010.74411.54712.37013.21413.214-表3 喉道2.1米巴歇尔槽水位流量相应表 水位单位:米 流量单位:升/秒水位0
11、.0000.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.1600.180流量0.000010.02730.37658.09092.019131.47175.97225.16278.76336.53水位0.2000.2200.2400.2600.2800.3000.3200.3400.3600.380流量398.27463.84533.08605.87682.09761.65844.45930.401019.41111.5水位0.4000.4200.4400.4600.4800.5000.5200.5400.5600.580流量1206.51304.41405.1150
12、8.61614.91723.81835.41949.62066.32185.5水位0.6000.6200.6400.6600.6800.7000.7200.7400.7600.780流量2307.32431.52558.12687.12818.52952.23088.23226.53367.13509.9四、选型考虑要点4.1 概述针对都市供水引水渠、工业引水和排水渠、污水治理渠道等流量测量特点,应考虑如下因素选取适当测量办法。1) 水路大小和形状,流速范畴,最大流量和最小流量;2) 测量精准度规定;3) 流量计设立场合和环境条件;4) 液体状况,干净限度,具有固相浓度,腐蚀性;5) 现场容许
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