Установка вертушки в точку измерения скорости

            потока

 

    При установке вертушки на скоростной вертикали в различных точках по глубине должны быть соблюдены следующие условия:

    - вертушка располагается таким образом, чтобы кромка лопасти винта находилась на удалении не менее 2—3 см от поверхности воды или дна, а при работе с судна в условиях волнения таким образом, чтобы избежать ударов лопастей о дно реки;

    - установка вертушки в точках измерения должна выполняться с абсолютной среднеквадратической погрешностью: 1 см — при рабочей глубине на скоростных вертикалях до 1 м; 2 см — при глубинах от 1 до 3 м; 3 см — при глубинах от 3 до 5 м; 5 см — при глубинах более 5 м;

    - во всех случаях, где это возможно, следует применять способ жесткого крепления вертушки на гидрометрической штанге, либо на кронштейне гидрометрического груза;

    - в случае канатного подвеса вертушки должны применяться специальные гидрометрические грузы. При этом глубину погружения вертушки в заданную точку относительно заглубленной части промерного каната допускается определять без поправки на его относ.

    При измерении скоростей потока допускается использовать два способа крепления вертушки на штанге:

    - вертушка жестко закрепляется на штанге зажимными винтами на требуемой высоте и нижний конец штанги опускается до дна потока;

    - штанга не упирается в дно, а жестко фиксируется так, чтобы ее нижний конец находился на требуемой глубине; вертушка неподвижно крепится на нижнем конце штанги и поднимается или опускается вместе с нею. Ориентация оси вертушки устанавливается по штанговому указателю.

    Вычисление средней скорости течения на вертикали по данным измерений точечным способом

    Вычисление средней скорости на вертикали производится по данным точечных измерений скорости на основе следующих формул.

    При свободном ото льда и водной растительности русле применяется:

пятиточечный способ

u = 0,05 U _пов + 0,347 (U _0,2 + U _0,6) + 0,173 U _0,8 + 0,083 U _дно;                 (4)

двухточечный способ при монотонном убывании скоростей от поверхности ко дну потока

u = 0,5 (U _0,2 + U _0,8);                                                  (5)

двухточечный способ при заглубленном максимуме скорости потока (в том числе при ледоставе)

u = 0,53 U _0,2 + 0,47 U _0,8;                                              (6)

одноточечный способ при монотонном убывании скоростей от поверхности ко дну потока

u = U _0,6.                                                            (7)

При заросшем русле и наличии ледяного покрова применяются:

шеститочечный способ

u = 0,1 (U _пов + 0,2 U _0,2 + 2 U _0,4 + 2 U _0,6 + 2 U _0,8 + U _дно);                         (8)

трехточечный способ

;                                              (9)

одноточечный способ

u = K U _0,5.                                                       (10)

    Характер распределения скоростей по глубине потока и значение коэффициента K в формуле (7.10) устанавливаются на основании предыдущих многоточечных измерений, а при их отсутствии коэффициент K принимается равным 0,9.

    Графический способ определения средней скорости на вертикали применяется при измерении скоростей в пяти и более точках. При этом строится эпюра распределения скоростей по глубине потока, а средняя скорость на вертикали вычисляется по формуле

u = q / h,                                                          (11)

где q — элементарный расход, м²/с, представляющий собой площадь эпюры скорости в масштабе чертежа, получаемую в результате планиметрирования.

При работе вертушкой на канатном подвесе в условиях косоструйности, характеризуемой средним углом отклонения a направления струй на вертикали от нормали к гидроствору, среднюю скорость на вертикали необходимо определять по формуле

u = u _и · cos a,                                                     (12)

где u _и — средняя скорость на вертикали, вычисленная без учета косоструйности.

    При выполнении интеграционных измерений скорости на вертикали необходимо выдерживать следующее соотношение между скоростью перемещения вертушки v и продольной скоростью потока u, в зависимости от допускаемой погрешности интеграции.

    Продольная составляющая средней скорости течения на скоростной вертикали устанавливается с использованием градуировочного графика вертушки по частоте вращения лопастного винта, определенной как частное от деления суммарного числа оборотов винта за время интеграции на время интеграции.

    При интеграционном измерении скорости на вертикали среднее значение скорости вычисляется по формуле (12), при этом значение среднего угла косоструйности на вертикали принимается по данным специальных наблюдений, выполненных согласно п. 7.5.5 [32].

    Для исключения систематической положительной погрешности интегрирования средней скорости на вертикали, обусловленной неполным освещением придонной зоны потока, в измеренное значение скорости следует вводить корректирующий множитель.