Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з тонкою стінкою

ЖУРНАЛ

лабораторних робіт з дисципліни

«Облік води на водогосподарських об’єктах»

 

 

Виконав:

студент ФВГ IV курсу

групи ГМ-41

Пінчук О. Л.

 

Перевірив:

Герасімов Є.Г.

 

 

Рівне-2012

ЗМІСТ

 

1. Лабораторна робота №1 «Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з тонкою стінкою»………………………………..……………….....3

2. Лабораторна робота №2 «Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з широким порогом (ВПС, ВПС-в)»...………….........…………..7

3. Лабораторна робота №3 «Вимірювання витрат води за допомогою збіжних водомірних насадок»..…………...………………………………….…………10

4. Лабораторна робота №4 «Вимірювання витрат води за допомогою пристроїв з місцевими опороми води (приставки, насадки)»……………….13

5. Лабораторна робота №5 «Вимірювання витрат води за допомогою ультразвукових витратомірів»….........................................................................18

 

 

Лабораторна робота №1

Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з тонкою стінкою

Мета роботи

Вивчити конструкцію, умови застосування і набути навичок вимі-рювання витрат води за допомогою водозливів з тонкою стінкою.

Основні теоретичні положення

Принцип дії водомірних пристроїв

Принцип дії полягає у визначенні напору води з верхнього б'єфу (при вільному витіканні) і напорів з верхнього та нижнього б'єфів (при затопленому режимі) з подальшим розрахунком витрати води при відомих гідравлічних показниках та розмірах (типорозмірах) водозливів, Залежно від форми вирізу водозливи з тонкою стінкою ділять на трапеції видні, трикутні, прямокутні з боковим стисненням, прямокутні без бокового стиснення, пропорційні, параболічні, радіальні з вільним і деякі з них із затопленим витіканням.

У гідромеліоративній практиці найбільшого поширення набули трапецеїдальні (Чіполетті та Іванова) та трикутні (Томпсона). Витрати води за допомогою трапецеїдальних водозливів у загальному вигляді визначаються за формулою:

(1.1)

де μ - коефіцієнт витрати (μ == 0,42);

b - ширина водозливу, м;

σ_n - коефіцієнт підтоплення (при вільному витіканні σ_n = 1);

Н - напір води над порогом, м.

Витрата води через трапецеїдальний водозлив Чиполетті при вільному витіканні визначається за формулою:

Q= 1,86 b Н^3/2, м³/с (1.2)

де 1,86 - коефіцієнт витрати.

Для водозливу Іванова при роботі його в затопленому режимі загальна формула витрати води має вигляд:

, м³/с (1.3)

де

м³/с (1.4)

де - коефіцієнт витрати.

 

 

Величина зменшення витрати Q₃’ за рахунок затоплення водо-зливу визначається за формулою:

, м³/с (1.5)

де h – напір води над порогом зі сторони нижнього б’єфу.

Рис.1.1. Схема установки водомірного поста з водозливом з тонкою стінкою:

а) водозлив Чіполетті; б) водозлив Іванова; 1 – водозлив; 2 – мірні рейки.

 

Витрата води трикутного водозливу Томпсона визначається за формулою загального вигляду:

м³/с (1.6)

де α - кут у вершині водозливу;

Н - напір над його порогом, м.

Пропускна здатність водозливу Томпсона (а =90º):

, м³/с (1.7)

Умови застосування водозливів з тонкою стінкою

Умови встановлення водозливу в руслі каналу:

а) швидкість течії води в каналі при підході до водозливу - 0,2...0,75 м/с при b = 0,25...З м;

б) водозлив встановлюється на прямолінійній ділянці каналу зі стійким руслом;

в) водозлив встановлюється перпендикулярно до осі каналу;

г) вісь каналу повинна співпадати з серединою отвору водозливу;

д) висота водозливу більше Н_тах на 2...3 см.

Трапецеїдальні водозливи встановлюються для обліку води на каналах з витратою води до 2 м³/с. На невеликих каналах з витратою до 0,4 м³/с використовують трикутні водозливи Томпсона з вільним витіканням води.

Для забезпечення точності вимірювання води водозливами з тонкою стінкою необхідно, щоб висота порога (р) була не меншою Н_тах, напір над по-рогом – 0,1b<H<0,3b, ширина горизонтальної площадки порога водозливу становила 1мм, а скіс ребра порогу виконано під кутом 45^о з боку нижнього б’єфу (рис.1.1.). Відстань від похилого бокового ребра водозливу до відкосу має бути не менше Н_тах. Напір вимірюється на відстані L=(3…4)H_тах від створу встановлення водозливу.

Умовами вимірювання напору є те, що вимірювальний створ у верхньому б’єфі встановлюється на відстані L=(3…4)Н_тах від порогу водозливу, а в нижньому б’єфі на відстані l=(5…6)Н_тах.

 

Опис лабораторної установки

Лабораторна установка конструктивно виконана у формі моделі ділянки каналу з встановленими водозливами Чіполетті та Іванова. Поперечний переріз каналу трапедеідальний. Ширина по дну b_к, т_к = 1:1 (рис.1.1). Вода в канал подається за допомогою насосної установки. У верхньому і нижньому бєфах означено вимірювальні створи, які оснащено водомірними рейками.

Таблиця 1.1.

ЖУРНАЛ

Лабораторна робота №2

Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з широким порогом (ВПС, ВПС-в)

Мета роботи

Вивчення конструкції водомірного порогу САНДПРІ (ВПС) та набуття навичок визначення витрат води.

 

Опис лабораторной установки

Водомірний пост ВПС (див.рис.2.1) складається iз:

- бетонованої ділянки каналу 3 з шириною по дну b_K i коефщентом закладання відкосів m₁;

- водозливного порогу 1 iз закладанням 1:3 чи 1:4, висотою р, горизонтальним майданчиком довжиною 0,8р;

- контрольної рейки 4 на початку напірного відкоса порога з ну­лем на piвнi порога водозливу;

- контрольної рейки 5 в нижньому б'єфі для перевірки умови h/H≤0,8.

 

 

 

 

Рис.2.1. Схема установки ВПС САНДІІРІ

1 – водозливний поріг; 2 – отвір для промив намулу; 3 – бетоновані ділянки каналу; 4,5 – контрольні рейки.

Таблиця 2.1.

ЖУРНАЛ

Лабораторна робота №3

Мета роботи

Вивчення конструкції водомірних насадок та набуття навичок визначення витрат води на водомірних постах, обладнаних водомірними насадками.

 

Таблиця 3.1

ЖУРНАЛ

Лабораторна робота №4

Мета роботи

Вивчити конструкцію водомірних пристроїв з місцевими опорами вод, умови їх застосування і набуття навичок і технології вимірювання витрат води.

Таблиця 4.1

Опис лабораторної установки

Лабораторна установка являє собою діючу модель трубчастоговодовипуску в каналі з витратою води Q= 20 л/с з набором водомірних пристроїв на виході у вигляді конічного насадка, циліндричного кільця, звуження типу Вентурі, з напівциліндром. На водовипуску встановлено водовимірювальний прилад. Розміри водовипуску d =30 см, d_н= 22,6 см. l_н = 22,6 см. У верхньому та нижньому б'єфах встановлено водомірні рейки.

Дані вимірювань витрат води заносимо до журналу (табл. 4.2).

 

Таблиця 4.2

Журнал

обліку води трубчастим водоміром з конічним насадком

Дата проведення вимірювань ___ 12.02.10 _______________________

Тип водоміра: __ пристій з місцевим опором _________ ___________

Тип місцевого опору води:_______ конічний насадок _____________

Розміри: ___ S=0,04м²; _ d=0,3м; _ d_н=0,226м; _ l_н=0,226м; _ μ=0,98 _____

 

Значення перепаду, Z	Витрата води, м^3/с
0,28	0,091
0,32	0,98
0,35	0,1
0,39	0,11

Будуємо графіки залежності Q=f(H)

ВИСНОВОК: ознайомившись з конструкцією пристроїв з місцевими опорами вод та застосувавши їх на практиці, зокрема, трубчастий водомір з конічним насадком (рис.4.1.), визначили витрати води Q залежно від перепаду води Z, який визначається при зміні режиму подачі води. Дану залежність показує графіком.

 

 

Лабораторна робота №5

Ультразвукових витратомірів

Мета роботи

Вивчити конструкцію, умови застосування і набути навичок вимі­рювання витрат води ультразвуковими витратомірами.

 

Таблиця 5.1

Від місцевого опору до ПП

Місцевий опір	Мінімальна довжина прямолінійної ділянки трубопро­воду від місцевого опору до ПП, в діаметрах при установці ПП
по діаметру	по хорді
Коліно, трійник або хрестовина
Взаємодіючі коліна, трійники, хрес-товини в різних площинах
Дифузор
Повністю відкрита засувка		ЗО
Повністю відкритий клапан

Примітка: місцеві опори вважаються взаємодіючими, якщо віддаль між ними не переви-щує 15 діаметрів труби.

 

ПП можуть установлюватися на горизонтальних, вертикальних або похилих ділянках трубопроводу за умови, що весь об'єм па­трубка заповнений водою. Вертикальне положення трубопроводу при подачі води вверх щонайкраще забезпечує заповнення всього перерізу патрубка навіть при малій витраті (див. рис. 5.2).

ПП підключається до вимірного приладу ПВ за допомогою кабе­лю, що є в комплекті витратоміра. Прокладка кабелю здійснюється повітряним або наземним способом. При повітряному способі кабель закріплюється на стальному дроті, який захищає його від механічних навантажень. При наземному способі кабель від місця установки ПП до місця розташування ПВ прокладається в заземленій стальній трубі діаметром не менше 40 мм.

Вимірювальний прилад установлюється в горизонтальному поло­женні на столі в закритому приміщенні. До місця установки ПВ під­водиться електрична мережа з напругою 220 В, частотою 50 Гц, а також заземлююча шина.

При відстані ПП до місця установки менше 75 м (150 м) лишок кабелю укладається в бухту поблизу ПВ. Укорочування кабелю, за­міна на другий тип або збільшення його довжини без погодження з підприємством-виробником забороняється.

Підприємство-виробник випускає ультразвукові витратоміри з лічильником «Акустрон» чотирьох моделей: УЗР-В-0,4; УЗР-В-0,6; УЗР-В-0,8; УЗР-В-1,0, основні характеристики яких: d - умовний діаметр трубопроводу (патрубка для ПП); L - довжина патрубка; l - відстань між ПП1 і ПП2, розміщених по діаметру або по хорді; Q_e -верхні границі вимірювання витрат води і К₁ - коефіцієнт ділення субпанелі масштабування. Допустимий тиск води < 6 МПа, поріг чу­тливості по швидкості 0,003 м/с, похибка вимірювань ±0,3...0,5%, габаритні розміри реєструючого приладу 400x355x175 мм, маса 12 кг.

Витратоміри з лічильниками треба зберігати на механічно стійких стелажах в сухому складському приміщенні з відносною вологістю повітря не вище 95%, температурою від -40° до +60°С. У такому приміщенні не допускається наявності різних лугів, кислот і інших подібних речовин.

Перевозять витратоміри в пакувальних ящиках, укріплених так, щоб не було їх зміщення і ударів один об одного. Перевезення авто­мобільним транспортом допускається шосейними дорогами зі швид­кістю до 60 км/год, ґрунтовими - до 20...40 км/год.

 

Таблиця 5.2

Опис лабораторної установки

Ділянка напірного трубопроводу з встановленим на ньому водо­мірним патрубком відповідного діаметру, вимірювальний прилад ПВ, з'єднаний високочастотним кабелем з п'єзометричними пере­творювачами водомірного патрубка.

 

 

ВИСНОВОК: ознайомившись з конструкцією та принципом роботи ультразвукового витратоміра з лічильником «Акустрон», навчились за допомогою його визначати витрату і обєм води за певний проміжок часу.

 

ЖУРНАЛ

лабораторних робіт з дисципліни

«Облік води на водогосподарських об’єктах»

 

 

Виконав:

студент ФВГ IV курсу

групи ГМ-41

Пінчук О. Л.

 

Перевірив:

Герасімов Є.Г.

 

 

Рівне-2012

ЗМІСТ

 

1. Лабораторна робота №1 «Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з тонкою стінкою»………………………………..……………….....3

2. Лабораторна робота №2 «Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з широким порогом (ВПС, ВПС-в)»...………….........…………..7

3. Лабораторна робота №3 «Вимірювання витрат води за допомогою збіжних водомірних насадок»..…………...………………………………….…………10

4. Лабораторна робота №4 «Вимірювання витрат води за допомогою пристроїв з місцевими опороми води (приставки, насадки)»……………….13

5. Лабораторна робота №5 «Вимірювання витрат води за допомогою ультразвукових витратомірів»….........................................................................18

 

 

Лабораторна робота №1

Вимірювання витрат води за допомогою водозливів з тонкою стінкою

Мета роботи

Вивчити конструкцію, умови застосування і набути навичок вимі-рювання витрат води за допомогою водозливів з тонкою стінкою.