Принцип дії і класифікація водомірних пристроїв з місцевими опорами води - трубчастих водомірів

Суть вимірювання витрати води трубчастим водоміром з місцевим опором (ТРВ) полягає в тому, що, використовуючи місцеві опори води у вигляді типових водомірних пристроїв для трубчастих водовипусків, створюють додатковий перепад напору води з подальшим визначенням витрати води.

Загальна схема споруди трубчастого водовипуску з облаштуванням додаткового пристрою опору у формі конічного насадку показана на рис. 4.1. На виході труби можуть також встановлюватися: конічний пристрій з циліндричним кільцем (рис. 4.2.а), звуження типу Вентурі (рис. 4.2.б), сегментне звуження - напівциліндром (рис.4.2.в).

Рис.4.1. Схема трубчастого водоміра з конічним насадком.

1,2 – отвори для вимірювання перепаду напору води на

місцевому звуженні.

 

Для визначення витрати води водомірним пристроєм з місцевим опором води використовується формула загального виду:

, м³/с (4.1)

де µ - коефіцієнт витрати;

S - площа живого перерізу додаткового опору в місці звуження;

Z - перепад тиску в місці звуження.

Коефіцієнт витрати води для ТРВ з насадком і кільцем дорівнює 0,98, з напівциліндром - 0,71, зі звуженням типу Вентурі - 0,63.

 

Умови застосування водомірних пристроїв з місцевим опором

Умови застосування ТРВ такі:

· обов'язкове затоплення виходу труби при мінімальному рівні коди в нижньому б'єфі і забезпечення напірного режиму витоку;

· довжина прямолінійної ділянки труби від щита до звуження – 6d;

· перепад води між нижнім і верхнім б'єфом - 0,02 - 0,6 м;

· діапазон максимальної і мінімальної зміни витрати - 3:1...5:1.

Рис.4.2. Схема звужень з місцевим опором води водомірних пристроїв: а–з кільцем, б – зі звуженням типу Вентурі, в – з напівциліндром. 1,2 – отвори для вимірювання перепаду напору води на місцевому звуженні.

На гідромеліоративних системах найбільш розповсюджені трубчасті водоміри з насадком конічної форми з параметрами l _н = d_н; діаметр вихідного перетину звуження d_н = 0,74d.

Основні розміри водомірів з конічним насадком для встановленого діапазону витрат наведені в табл. 4.1.

Таблиця 4.1

Діапазони зміни витрат та розміри конічних насадок до трубчастих водомірів

Витрата води,м^3/с	Перепад тиску, Z, приQmax,см	Розміри насадок, см
максимальна	мінімальна	D	dн= l н
0,08	0,02		ЗО	22,6
0,10	0,02		ЗО	22,6
0,16	0,04			28,6
0,20	0,05			36,0
0,25	0,06			36,0
0,40	0,08			51,0
0,80	0,20			64,0
1,00	0,25

Точність вимірювання витрат за допомогою трубчатих водомірів (ТРВ) становить + 4...6 %. Використовують водоміри, в основному, на внутрішньогосподарській мережі.

Умови установки та експлуатація споруд з трубчастими водомірами

Перепад води вимірюють при установці водоміра з насадком, як різницю п'єзометричного тиску перед насадкою і рівнем води в нижньому б'єфі безпосередньо за насадком; для водоміра з кільцем та із звуженням типу Вентурі - як різницю тиску в перетині вище конічної частини кільця на відстані 0,1d і в перетині труби для водоміра з напівциліндром - як різницю тиску перед звуженням і в звуженні.

При експлуатації водомірних споруд потрібно своєчасно проводити ремонтні роботи (очистка від наносів, фарбування тощо), а також нівелювання водомірних постів.

Автоматизацію обліку води проводять за допомогою водовимірювальних приладів, які працюють за принципом вимірювання перепаду рівнів або тиску води (ВДП, СВН, ДРС).

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