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作者: 发布时间:2012-08-25 来源: 繁体版
一:概述

非满管状态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的仪表称作明渠流量计。明渠流通剖面除圆形外,还有U形、梯形、矩形等多种形状。

水路按其形态分类,各形态如图.1所示。ISO通常称满水管为封闭管道,流动是在
一:概述cRa自动化在线网
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非满管状态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的仪表称作明渠流量计。明渠流通剖面除圆形外,还有U形、梯形、矩形等多种形状。cRa自动化在线网
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水路按其形态分类,各形态如图.1所示。ISO通常称满水管为封闭管道,流动是在水泵压力或高位槽位能作用下的强迫流动。明渠流则是靠水路本身坡度形成的自由表面流动。

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部分满水管流是在非满水管系中局部场所作满水管流者,如图2所示下水管道设置的蓄水机构中低于原暗渠的管段10为满水管流。在此管段内设由表面流的明渠满水管路置的流量仪表应为满管流量仪表(图例为电磁流量计),因此非满水管系在特定条件下也可用封闭管道流量计测量流量。

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明渠流量计应用场所有城市供水引水渠、火电厂冷却水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工矿企业废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。本文重点讨论前面几种工业和公用事业适用的流量测量方法和仪表,不包括较大型的水利工程和农业灌溉用的流量测量方法。cRa自动化在线网
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国外有人估计,1995年全球工业和公用事业用明渠流量计销售台数约占流量仪表整体的1.6%,约3.5万台;若包括较简易的堰等使用者可自行制造未向市场采购的仪表,实际装用还要多些。国内应用尚无估计数据。cRa自动化在线网
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二:类型cRa自动化在线网
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工业和公用事业常用的明渠流量仪表按测量原理大体可分为堰法、测流槽法、流速-水位计算法和电磁流量计法,如图3所示。

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1)堰(weir)法 在明渠适当位置装一挡板,水流被阻断,水位升到档板上端堰(缺)口,便从堰口流出。水流刚流出的流量小于渠道中原来的流量,水位继续上升,流出流量随之增加,直到流出量等于渠道原流量,水位便稳定在某一高度,测出水位高度便可求取流量。cRa自动化在线网
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2)测流槽(flume,简称槽)法 缩小渠道一段通道断面成喉道部,喉道因面积缩小而流速增加,其上游水位被抬高,以增加流速所需动能(即增加的动能由所抬高水位位能转变过来),测量抬高水位求取流量。cRa自动化在线网
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3) 流速-水位计算法(简称流速-水位法) 测出流通通道某局部(点、线或小面积)流速,代表平均流速,再测量水位求得流通面积,乘局部流速与平均流速间的系数,经演算求取流量。cRa自动化在线网
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4)电磁流量计法 又分为潜水式电磁流量计和非满管电磁流量计两类,后者目前国内尚未开发。cRa自动化在线网
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潜水式电磁流量计是在渠道中置一挡板截流,挡板近底部开孔并装潜水电磁流量传感器,水流从流量传感器流过从而测出其流量。cRa自动化在线网
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非满管电磁流量计的传感器直接在管道装上同口径圆形暗渠,测量流速的原理与传统电磁流量计的相同,但还具备测量仪表内水位的功能,电极、磁路和测量电路则有较大差别。cRa自动化在线网
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5)、液位-流速演算式法:利用非满管或明渠自由表面自然流下液体的液(水)位和平均流速间的函数式,测量流动的管渠水位以求取流量的一种方法。cRa自动化在线网
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6)、喷嘴流量计法:一种开式喷嘴装于非满圆管排放口,测量喷嘴上游水位求取流量。cRa自动化在线网
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三、原理与特点cRa自动化在线网
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1、堰式流量计cRa自动化在线网
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堰式流量计由堰和相应的液位计组成,薄壁堰的测量原理如图4所示,流量Q按式(1)计算。cRa自动化在线网
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Q=Khn(1)cRa自动化在线网
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式中K――流量系数cRa自动化在线网
h――堰顶水头,即离堰口水位高度cRa自动化在线网
n――取决于堰缺口形状的指数,为5/2或3/2

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常用薄壁堰按缺口形状分为三角堰、矩形堰和等宽堰,它们的尺寸范围、流量范围、堰口尺寸和表面粗糙度要求可查阅标准或规程ISO1438-1,CJ/T3008.1,CJ/T3008.2,JJG771,均有具体规定。若迎流侧堰口长期使用后磨损成圆角以及迎流侧堰壁粗糙度变化均会产生测量误差。堰式流量计除堰板部分外,还包括相应液位计以及堰板上游足够长的直渠段和整流段等。cRa自动化在线网
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堰式流量计的特点:cRa自动化在线网
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(1)、结构简单,一般情况下价格便宜,测量精确度高,可靠性好;cRa自动化在线网
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(2)、因水头损失大,不能用于接近平坦地面的渠道;cRa自动化在线网
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(3)、堰上游易堆积固形物,要定期清理。cRa自动化在线网
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2、槽式流量计cRa自动化在线网
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槽式流量计的常用测流槽有多种型式。在渠道中收缩其中一段截面积,收缩部分液位低于其上游液位,测量其液位差以求流量的测量槽,一般称作文丘里槽。1922年在文丘里槽的基础上开发了适用于矩形明渠的巴歇尔槽(Parshallflume,简称P槽),1936年开发了适用于圆形暗渠的帕尔默.鲍鲁斯槽(PalmerBowlusflume,简称PB槽)。在欧洲文丘里槽用得较多;在我国则以P槽和PB槽居多,下文即以此两槽阐明原理与特点。cRa自动化在线网
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(1)、P槽cRa自动化在线网
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P槽外形如图5所示,喉道宽为25mm至15m,已有定型寸。流量Q和喉道上游液位ha间的关系式Q=Chna中,系数C和指数n均因规格而异。P槽可以用钢板或木板制成,也可以在现场用混凝土现浇。国内已有用聚氯乙烯塑料或玻璃钢制成的定型商品。ISO9826、CJ/T3008.3和JJG711对槽的尺寸、流量范围、系数、表面粗糙度和尺寸公差均提出了要求。

明渠流量仪表概述和类型
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