bbk 000000

УДК 628.311

Выбор метода измерения расхода безнапорного потока в системах водоотведения

Аннотация

Рассмотрены вопросы выбора метода измерения расхода и объема безнапорного потока сточной воды. Показано, что перед анализом методов измерения следует рассматривать возможность замены безнапорного потока напорным потоком, поскольку его расход может быть измерен более точно. Такой вариант измерения является оптимальным с технической точки зрения, но при отсутствии напорного участка на безнапорном водоводе он требует дополнительных затрат на реконструкцию водовода. В том случае, если этот вариант неприемлем, необходимо последовательно рассматривать следующие методы измерения расхода безнапорного потока (в порядке, соответствующем приоритетности их применения): «уровень–расход» с использованием стандартных сужающих устройств (водосливов и лотков) согласно нормативному документу МИ 2406-97; «уровень–расход» без применения сужающих устройств, с предварительной калибровкой измерительного створа согласно МИ 2220-13; «скорость–площадь» с использованием современных ультразвуковых расходомеров; с исследованием поля скоростей в поперечном сечении водовода; расчетно-инструментальный (балансовый). На конкретном примере ультразвукового расходомера показано, что действительная погрешность измерения расхода может быть в несколько раз  больше заявленной в технической документации.

Ключевые слова

расход , погрешность измерения , сточная вода , ультразвуковой расходомер , безнапорный поток , расходомерный лоток , калибровка измерительного створа

bbk 000000

УДК 628.311:532.572

Лойцкер О. Д.

Гидравлический расчет измерительных водосливов с порогом треугольного профиля

Аннотация

Изложена методика гидравлического расчета измерительных водосливов с порогом треугольного профиля. В нормативном документе МИ 2406-97 «ГСИ. Расход жидкости в безнапорных каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков», регламентирующем применение таких расходомерных устройств для измерения расхода воды в безнапорных системах водоснабжения и водоотведения, вопросы расчета освещены сжато, без конкретных примеров. Цель статьи – ликвидировать этот пробел. Рассмотрены условия, обеспечивающие принципиальную возможность использования метода измерения расхода жидкости с применением стандартных сужающих устройств (водосливов и лотков). Таким условием является, в частности, наличие прямолинейного участка канала достаточной длины со свободным (без подпора) течением потока. Методика расчета изложена на конкретном примере измерения расхода в бетонном прямоугольном канале шириной 3,5 м с максимальным расходом 56 250 м³/ч. Методика предполагает последовательное определение максимального напора на водосливе и высоты порога, а также проверку соответствия водослива с порогом треугольного профиля нормативным требованиям, включая возможное подтопление водослива с вычислением максимального уровня стоков в нижнем бьефе. Проверяются также соотношения ширины порога и максимального напора, ограничения на величину максимального напора и число Фруда. По результатам гидравлического расчета при дальнейшем проектировании выбирают тип расходомера-уровнемера и его метрологические характеристики, определяют геометрические размеры порога.

Ключевые слова

измерение расхода , безнапорный поток , водослив , порог треугольного профиля , гид­равлический расчет

bbk 000000

УДК 628.171.001.24

Егоров Н. Л., Лойцкер О. Д., Шафрановский М. Н.

Измерение расхода жидкости с помощью лотков Вентури при свободном и затопленном истечении

Аннотация

Рассмотрены актуальные вопросы создания измерительного комплекса расхода и объема сточных вод для обеспечения коммерческого учета в безнапорных трубопроводах и каналах систем водоотведения на основе лотка Вентури. Методика измерений с помощью лотков установлена нормативным документом МИ 2406-97, однако в нем рассмот­рены только лотки критической глубины, для функционирования которых должно быть обеспечено свободное истечение из лотка. На практике режимы течения отклоняются от расчетных, и часто свободное истечение перемежается с затопленным. При затопленном истечении положения документа становятся неприменимыми. Директивная форма документа не раскрывает физическую сущность гидравлических процессов в лотке и не позволяет обобщить применение лотка для разных условий. В связи с этим дан подробный анализ работы лотка, получена формула расхода, выявлен физический смысл входящих в формулу коэффициентов, показана аналогия лотка критической глубины с критическими газовыми соплами, сформулированы требования к каналу, следующему за лотком, для обеспечения критического режима в лотке. На основании расчета потерь энергии в лотке определен критерий в форме глубины восстановления, разделяющий свободное и затопленное истечение. Показано, что при затопленном истечении необходимо применять многоканальный уровнемер для контроля глубины потока в разных сечениях лотка. Получена формула расхода при затопленном истечении, включающая в себя в качестве параметра отношение глубины в горловине и на входе в лоток. Аппаратурное решение проблемы представлено структурной схемой многоканального ультразвукового уровнемера-расходомера, описан принцип его работы.

Ключевые слова

измерение расхода , лоток Вентури , безнапорный поток , свободное и затопленное истечение , измерительный комплекс , ультразвуковой многоканальный уровнемер