винах, місцевих звуженнях і т.д. Однак у розрахунках безнапірних потоків величини hм зазвичай не враховують.
При проведенні гідравлічного розрахунку безнапірних потоків вводяться обмеження по швидкості v (м/с), наповненню h/d і ухилу iгеом. Наприклад, при розрахунку каналізаційних труб повинні бути виконані три таких обмеження:
, 7
0,3
1/Dмм iгеом 0,15,
де Dмм внутрішній діаметр труби в мм.
Для розрахунку безнапірних потоків широко застосовується формула Шез u:
де R гідравлічний радіус (м); З коефіцієнт Шез u.
Коефіцієнт Шез u можна визначити за формулою Маннинга
де n - коефіцієнт шорсткості стінок труби або каналу; гідравлічний радіус, що підставляється у метрах.
Швидкість потоку пов'язана з витратою співвідношенням виду
Таким чином, наведені формули дозволяють здійснювати гідравлічний розрахунок будь-яких безнапірних потоків. Зазвичай для розрахунків використовуються допоміжні таблиці або номограми, складені на основі формули Шезі.
Відзначимо, що формула Шезі справедлива для потоків з турбулентним режимом. Таких потоків на практиці переважна більшість.
. Методи вимірювання витрати води в напірних і безнапірних потоках. Необхідне вимірювальне обладнання
Необхідно з'ясувати, який потік необхідно враховувати, напірний або безнапірний.
Напірний потік - з усіх боків обмежений стінками водоводу, тиск у будь-якій точці потоку відрізняється від атмосферного, водовід повністю заповнений. Як правило, напірними є системи водопостачання та теплопостачання.
безнапірний потік - має вільну поверхню, на яку впливає атмосферний тиск - водовід або відкритий, або попросту не заповнений до кінця. Рух рідини в цьому випадку відбувається під дією сили тяжіння самого потоку. У природі прикладом безнапірного потоку є струмки і ріки. Безнапірними, найчастіше, є системи водовідведення - зливові, дренажні та господарсько-побутові стічні води.
Визначившись з типом потоку, переходимо до основних принципам і методам вимірювання. Трохи зупинимося на основних термінах і поняттях.
Вузол обліку - це сукупність приладів і пристроїв, які забезпечують облік кількості протікає рідини.
Засіб виміру (прилад обліку, витратомір) - технічний засіб, призначений для вимірювань. Має нормовані метрологічні характеристики, вміє зберігати та/або відтворювати якусь виміряну фізичну величину в межах встановленої похибки. В даному випадку основним значенням виміру є обсяг протікає рідини.
Первинний перетворювач витрати - складова частина засоби вимірювання, що забезпечує первинне вимірювання параметрів протікає рідини і передає їх на вторинний перетворювач.
Вторинний перетворювач витрати - складова частина засоби вимірювання, приймаюча інформацію про параметри протікає рідини від первинних перетворювачів і обчислює безпосередньо витрата. Саме вторинний перетворювач зберігає і/або відтворює інформацію про обсяг протікає рідини.
Найбільш поширені методи вимірювання напірних потоків. Для визначення витрати в напірних потоках достатньо вимірювати один параметр протікає рідини - швидкість. Площа перетину завжди відома і обмежена стінками водоводу. Витрата визначається шляхом перемноження швидкості потоку рідини на площу прохідного перетину.
тахометричними метод - так звані, механічні витратоміри, серед них можна виділити крильчасті, турбінні і гвинтові. Принцип дії заснований на вимірюванні швидкості рухомого елемента, який обертається під впливом протікає рідини. Найбільш доступне за вартістю обладнання, але має цілий ряд обмежень до застосування.
Переваги: ??
· первинний перетворювач витрати не потребує харчуванні, працює автономно;
· простий в обслуговуванні та ремонті;
· невисокі вимоги до довжин прямолінійних ділянок;
· відносно великий міжповірочний інтервал - до 6 років.
Недоліки:
· рухомі елементи конструкції вимогливі до якості протікає рідини - тільки чиста вода.
Похибка:
· ± 0,5% - ± 5%.
Метод змінного перепаду тиску - залежно від конструкції і принципу дії первинного перетворювача виділяють кілька видів засобів вимірювань, але в основі кожного з них лежить залежність перепаду тиску, який створюється пер...
