Một thiết bị để đo lượng nước chảy. Dụng cụ đo lưu lượng chất lỏng

30.05.2022

Trước khi khoan giếng trong khu vực, cần phải nghiên cứu kỹ thổ nhưỡng để xác định những nơi có tầng chứa nước có độ sâu nhỏ nhất. Khi yêu cầu một dịch vụ chuyên nghiệp, những người thực hiện đảm nhận chức năng này, sử dụng các phương tiện thăm dò địa chất khác nhau cho việc này. Việc tự tìm một tầng chứa nước không phải quá dễ dàng nhưng bạn hoàn toàn có thể thực hiện được nếu sử dụng thiết bị tìm kiếm nước dưới đất. Một thiết bị như vậy giúp đơn giản hóa quá trình một cách đáng kể và cho phép bạn xác định chính xác một nơi thích hợp để khoan.

Việc khoan sớm hay muộn sẽ chạm tới tầng chứa nước ở bất kỳ khu vực nào. Khi điều này xảy ra, sau 10 hoặc 100 mét, tùy thuộc vào mặt cắt địa chất của đất. Vì độ sâu của việc khoan ảnh hưởng đến độ phức tạp và chi phí của nó, điều rất quan trọng là phải biết bố trí nước ngầm trên địa điểm trước khi bắt đầu công việc.

Verkhovodka thường cách bề mặt trái đất vài mét. Tuy nhiên, nó không thích hợp để uống và hầu hết các nhu cầu của hộ gia đình, vì nó bị bão hòa với nước thải, làm tăng mức độ ô nhiễm.

Ghi chú. Một thiết bị tìm kiếm nước trên một địa điểm có thể phản ứng với nước đọng theo cách tương tự như đối với các chân trời khác. Vì vậy, để xác định vị trí khoan chính xác, điều quan trọng là phải học cách phân tích dữ liệu thu được.

Ở độ sâu 10-40 m có các tầng chứa nước giữa các tiểu bang, thường thích hợp để uống và nấu ăn. Trong trường hợp này, cát (đất sét) hoạt động như một loại đá chịu nước, làm chậm sự xâm nhập của nước bề mặt. Thông thường, chủ nhân của trang web được hướng dẫn bởi đường chân trời cát khi tự mình khoan giếng.

Sạch nhất là suối Artesian, nằm ở độ sâu 40 m, khiến việc tìm kiếm nguồn nước trở nên phức tạp. Với những mục đích như vậy, người ta sử dụng khoan thăm dò hoặc các dụng cụ chuyên dụng có thể phát hiện nước ở khoảng cách rất xa so với bề mặt trái đất.

Các thiết bị tìm kiếm nước trên trang web

Việc sử dụng các thiết bị đặc biệt để tìm kiếm nước ngầm giúp bạn có thể tìm được vị trí khoan giếng tối ưu trong một khoảng thời gian tương đối ngắn.

Phong vũ biểu Aneroid

Nếu có một vùng nước tự nhiên gần địa điểm, thì độ sâu của nguồn có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng khí áp kế - một thiết bị không có chất lỏng để đo áp suất khí quyển.

Được biết, 0,1 mm Hg của khí áp kế tương ứng với độ cao chênh lệch 1 m.

Ví dụ tính toán. Chỉ số phong vũ biểu tại nguồn nước tự nhiên là 740 mm và trực tiếp tại hiện trường - 738,4 mm. Sự khác biệt giữa các giá trị đọc là 1,6 mm, tức là độ sâu của giếng đối với tầng chứa nước này sẽ là khoảng 16 m.

Thiết bị "Pulse"

Dưới ảnh hưởng của lực hút Mặt Trăng và lực hấp dẫn của Trái Đất, các tầng chứa nước có xu hướng trồi lên bề mặt, do đó tạo ra áp suất giữa các vì sao. Trong quá trình chuyển động của các vùng nước như vậy, một mạch lò xo được hình thành, khi đi qua các tảng đá, trở nên nhiễm điện và thu được các xung địa từ.

Thiết bị tìm kiếm nước Pulse, dễ dàng lắp ráp bằng tay của bạn, cho phép bạn nắm bắt các dao động điện từ của tầng chứa nước. Các điện cực âm và dương được nối đất đến độ sâu khoảng 10 cm và nối với vôn kế. Vị trí của vân lò xo càng gần thì số đọc của vôn kế càng cao.

Thú vị. Trên dây dẫn có áp suất mạnh, điện áp tăng lên vài lần so với giá trị đọc ban đầu của thiết bị.

Sơ đồ của thiết bị "Pulse"

Thiết bị "Kính thủy tinh"

Công việc của "Kính thủy tinh" liên quan đến việc đo âm các tầng chứa nước dựa trên tác dụng của cộng hưởng từ hạt nhân của các proton nước trong từ trường Trái đất. Không giống như các công cụ tìm kiếm nước ngầm công nghệ khác, thiết bị này không sử dụng dữ liệu gián tiếp mà là tín hiệu trực tiếp từ các proton, giúp giảm thiểu sai số trong kết quả cuối cùng.

Các thành phần chính của Hydroscope là:

ăng ten ở dạng hình tròn để truyền và nhận tín hiệu;
máy phát điện xung;
khối tụ điện để kích thích cộng hưởng từ hạt nhân;
đơn vị điều khiển để xử lý dữ liệu nhận được.

Thiết bị này thường được lắp trên phương tiện có lưu lượng lớn như GAZ-66 và được sử dụng để khảo sát địa chất khu vực.

"Kính thủy tinh" - một thiết bị chuyên nghiệp để tìm kiếm nước

Các phương pháp dân gian để xác định tầng chứa nước

Tìm kiếm nước bằng các dụng cụ chuyên dụng không phải là phương pháp duy nhất để phát hiện các tầng chứa nước trên một khu vực. Và mặc dù các phương pháp dân gian không phải lúc nào cũng cho kết quả chính xác cao, nhưng vì thiếu một khả năng khác, chúng đôi khi giúp xác định vị trí thích hợp để khoan.

Việc sử dụng silica gel

Silica gel thuộc loại chất có khả năng hút và giữ ẩm. Nó được đặt trong một thùng (vại) bằng đất sét, được chôn xuống độ sâu khoảng 1 m, sau một ngày, thùng được đào ra và cân. Độ ẩm mà silica gel hấp thụ càng nhiều thì tầng chứa nước càng gần. Để mở rộng khu vực tìm kiếm, bạn có thể sử dụng một số chậu đất sét giống hệt nhau với một lượng silica gel bằng nhau.

quan sát thực vật

Kiến thức tốt về thực vật học sẽ giúp bạn hiểu được vị trí của nước trên trang web. Thảm thực vật ưa ẩm mọc ở những nơi gần nguồn dưới đất. Nó cũng đáng tập trung vào cách phát triển của cây liễu và cây bạch dương. Thường thì tán của những cây này nghiêng về phía mặt nước.

Cảm xạ (định vị sinh học)

Phương pháp này là một trong những phương pháp cổ xưa nhất để nghiên cứu khu vực. Mặc dù thực tế là ngày nay độ tin cậy của cảm xạ bị nghi ngờ bởi hầu hết các chuyên gia, phương pháp này vẫn tiếp tục phổ biến trong việc xác định các tĩnh mạch mùa xuân trên trang web.

Nhiều người coi cảm xạ là một cách bí ẩn để tìm kiếm nước ngầm.

Cần lưu ý rằng các phương pháp như vậy chỉ đưa ra ý tưởng gián tiếp về vị trí của các tầng chứa nước. Dữ liệu chính xác chỉ có thể thu được bằng khoan thăm dò hoặc các thiết bị tìm kiếm nước tinh vi được sử dụng bởi các chuyên gia khoan giếng.

Video: cách tìm các tầng chứa nước

Yal) Yu l (I y,) g F o 8 f "f-s

tq chea1 op) blyy; "., - - вЂ" aaam "yuiaa" b. "

Lớp 42e, 2.) PHÁT MINH BỆNH NHÂN HA

MÔ TẢ THIẾT BỊ ĐO SỐ LƯỢNG CHẤT LỎNG CHẢY, Theo bằng sáng chế của S. P. Skrylnikov, được nộp vào ngày 14 tháng 3

Năm 1929 (giấy chứng nhận nộp đơn số 42688).

Thiết bị được đề xuất thuộc về

r số lượng các thiết bị đó để đo lượng chất lỏng chảy, trong đó sử dụng các ống cuộn điều khiển bằng nam châm điện, với việc bao gồm đồng hồ đo điện trong mạch. Thiết bị hoạt động bằng cách tuần tự cho chất lỏng đi qua hai khoang - tiếp nhận và đo lường, với sự trợ giúp của thiết bị phao và một ống chỉ tăng lên nhờ lực hút của nam châm điện và hạ xuống khi ngắt mạch do trọng lực của chính nó. Tác giả tin rằng một thiết bị như vậy có thể tính đến lượng chất lỏng chảy ở tốc độ dòng chảy và áp suất nhỏ nhất một cách đáng tin cậy.

Hình vẽ mô tả thiết bị trong một mặt cắt dọc.

Chất lỏng được rót vào buồng nhận 4 qua đường ống dẫn vào 1 qua các lỗ trên 18 trong ống chỉ 8 và trong thành của thiết bị. Khi khoang của buồng đo phía dưới được làm trống, dòng điện từ nguồn 12 chạy theo hướng này: qua một nam châm điện bổ sung 9, tiếp điểm 15 của phao dưới 7, tiếp điểm cố định 16, qua tiếp điểm 14 của phao trên 6, qua nam châm điện 10 và qua công tơ điện 11.

Cuộn dây 10 kéo ống đệm 8 lên, ở vị trí nâng lên sẽ đóng cửa vào và ra của chất lỏng tương ứng qua các ống 1 và 2, đồng thời thông qua các lỗ 18 và hốc 17 với buồng nhận phía trên 4. của thiết bị có buồng đo phía dưới 5; kết quả là khoang cuối cùng sẽ chứa đầy chất lỏng đã tràn vào nó từ khoang 4.

Cho đến khi khoang dưới cùng được lấp đầy hoàn toàn, ống chỉ vẫn luôn nâng lên và chỉ phao nổi 6, có các tiếp điểm 14 và 16 đã mở, sẽ ngắt dòng điện: sau đó ống chỉ 8 sẽ hạ xuống và phao 7, đã tách ra khỏi nam châm điện 9, nổi lên. Đồng thời, dòng chất lỏng qua đường ống 1 sẽ tiếp tục và chảy ra từ đường ống thoát số 9 dưới đây: chu kỳ hoạt động lặp lại, mỗi lần nhận một dấu trong bộ đếm điện từ 11 hoặc trong bộ đếm số của odes gắn vào ống chỉ.

Để điều chỉnh lượng chất lỏng chảy, một pít tông thông thường 8 được sử dụng; vặn vào hoặc vặn ra, tương ứng, thay đổi xương 1 của buồng đo o.

P r e d i e t p a t e. N t a.

1. Một thiết bị đo lượng chất lỏng chảy, được trang bị ống chỉ điều khiển bằng nam châm điện có trong mạch công tơ điện, có đặc điểm là sử dụng hai nam châm điện 10 đặt bên trong buồng đo o

"" trong, Hydrogr. Uyr. Uzhravl. BA!. S và R ;, b :: „l. :::. Inar: d, alayan Gl, A và irylistva. ở các độ cao khác nhau của phao b, 7, 1 được trang bị các thanh đỡ 24, 16, trong đó phao dưới 7, làm bằng vật liệu từ tính, nằm trong quả cầu hút nằm dưới nó và nằm trong mạch của cùng một nam châm điện 10 bổ sung nam châm điện. 9, 2. Hình thức thực hiện được mô tả trong và. 1 dụng cụ đo lường, ứng dụng khác nhau, để thay đổi!

Ф dung tích buồng o, pit tông điều chỉnh thông thường 8.

3. Hình thức thực hiện thiết bị đo được mô tả trong đoạn 1 và 2. khác nhau ở điểm giữa lượng ăn vào. mở của buồng đo và dưới. đường ống dẫn 1 bao gồm một buồng nhận 4, liên lạc với ống dẫn thứ hai thông qua một kênh rẽ nhánh riêng biệt - một ống đệm ở vị trí thấp hơn của ống dẫn sau.

Nước trong các cơ sở nuôi trồng thủy sản thường được vận chuyển qua đường ống kín hoặc kênh hở, và lượng nước khá đáng kể. Chi phí cấp nước trực tiếp phụ thuộc vào khối lượng chất lỏng được di chuyển và tổng đầu của hệ thống do máy bơm tạo ra. Để tránh những chuyển động không cần thiết của nước, cần biết chính xác lượng nước đi qua đường ống và lượng nước nên đi. Các phương pháp khác nhau để xác định lưu lượng nước được trình bày dưới đây.

Các dụng cụ đo lưu lượng khác nhau có thể được phân loại theo các tiêu chí khác nhau. Trong cuốn sách này, việc phân loại các thiết bị đo trực tiếp sau đây được thông qua: đồng hồ đo lưu lượng áp suất thay đổi; lưu lượng kế chênh lệch áp suất không đổi; lưu lượng kế khác nhau; bộ đếm để đo lưu lượng trong các kênh mở.

Thiết bị đo lưu lượng trực tiếp

Thiết bị đơn giản nhất để đo trực tiếp dòng chất lỏng là một bình đo hoàn chỉnh với đồng hồ bấm giờ. Trước khi làm đầy thùng đo, dòng chảy trong ống hoặc trong kênh hở phải ổn định, mất vài giây sau khi van được mở. Sử dụng đồng hồ bấm giờ, đặt thời gian cần thiết để làm đầy bình đo. Dựa trên dữ liệu thu được, tốc độ dòng chất lỏng được xác định. Đối với tất cả sự đơn giản của nó, phương pháp được mô tả cung cấp độ chính xác đo lường khá chấp nhận được. Tuy nhiên, mức sai số khi đo thể tích chất lỏng đi vào sẽ phụ thuộc vào thể tích của bình đo và tốc độ dòng chảy tương đối. Vì vậy, nếu một bể 10 lít chứa đầy nước chảy với tốc độ 200 l / phút, sau đó nó đầy lên rất nhanh, do đó việc đo lưu lượng trong thời gian rất ngắn có liên quan đến sai số khi bật đồng hồ bấm giờ. và tắt. Đồng thời, nếu lưu lượng chất lỏng nhỏ so với thể tích của bình đong thì thời gian đổ đầy sẽ lâu hơn. Khi đó phần mất thời gian bật và tắt đồng hồ bấm giờ sẽ nhỏ so với thời gian đổ đầy bình đo. Trong trường hợp này, sai số đo được giảm xuống.

Bộ đếm âm lượng. Đối với các phép đo thể tích trực tiếp, các dụng cụ đo thể tích được sử dụng. Theo nguyên tắc đo lường, chúng có thể được chia thành hai nhóm: trong đồng hồ của nhóm thứ nhất, chất lỏng đi vào được đo với liều lượng riêng biệt bằng trọng lượng; trong quầy của nhóm thứ hai - với liều lượng riêng biệt, bằng nhau về khối lượng. Tổng số liều được thay thế bởi quầy trong một khoảng thời gian nhất định. Dựa trên dữ liệu thu được, tốc độ dòng chảy được xác định. Vậy lượng chất lỏng đi qua bộ đếm hoạt động theo nguyên lý thể tích được tính bằng công thức

Trong đó Q là lượng chất lỏng đi qua bộ đếm trong một phút; V là thể tích của buồng đo của máy đếm; n là số liều được thay thế bởi bộ đếm trong một phút.

Nếu đồng hồ làm việc theo nguyên tắc khối lượng thì khối lượng được xác định theo công thức

Trong đó W là trọng lượng của chất lỏng đi qua bộ đếm trong một phút; γ là trọng lượng riêng của chất lỏng; Q và n giống như trong công thức trước.

Một máy đếm thể tích với các buồng nghiêng, hoạt động trên nguyên tắc đếm liều lượng trọng lượng (Hình 10.20), bao gồm hai buồng nằm phía trên buồng kia, với đường dẫn nước được bố trí phía trên buồng phía trên. Chất lỏng đi vào bộ đếm, lấp đầy ngăn trên và bắt đầu tràn sang ngăn dưới. Việc lấp đầy khoang dưới vẫn tiếp tục cho đến khi trọng tâm dịch chuyển nhiều đến mức khoang mất thăng bằng và lật nhào. Đồng thời, nước tích tụ cũng được tiêu thoát. Sau khi đổ hết hàng, bộ đếm sẽ trở về vị trí ban đầu. Trong quá trình lật, khoang trên đổ đầy nước và cấp nước cho khoang dưới khi khoang sau về vị trí ban đầu.

Máy đếm piston (Hình 10.21) dùng để chỉ đồng hồ đo thể tích có dịch chuyển cưỡng bức của chất lỏng và hoạt động như sau. Nước đi vào qua đầu vào vào khoang nằm bên phải của piston. Pít tông bắt đầu di chuyển sang trái, dịch chuyển chất lỏng đã tích tụ trong buồng nằm bên trái của pít tông. Không đạt đến vị trí cực bên trái, piston dịch chuyển van mà qua đó chất lỏng chảy vào buồng bên trái của piston, đồng thời, lỗ nối buồng này với cửa ra của thiết bị đóng lại. Vì áp lực nước lúc này đang tác động lên pít-tông ở bên trái nên nó sẽ di chuyển sang bên phải, đẩy nước ra khỏi khoang bên phải thông qua cửa xả. Trước khi đạt đến vị trí cực kỳ bên phải của nó, pít-tông dịch chuyển van ống đệm sang bên phải, do đó một lỗ được mở nối đường ống đầu vào với buồng bên phải. Trong một chu kỳ hoạt động, piston sẽ dịch chuyển một thể tích chất lỏng nhất định khỏi thiết bị. Số lần chuyển động của pít-tông được tính bằng cơ cấu đếm, và lượng chất lỏng đi qua thiết bị được xác định bằng cách nhân số chu kỳ với thể tích chất lỏng dịch chuyển trong một chu kỳ của pít-tông. Trong công nghiệp, đồng hồ đo không được sử dụng với một mà với một số piston chuyển động qua lại, đảm bảo hoạt động trơn tru hơn. Độ chính xác của các số đọc của thiết bị phụ thuộc vào lượng chất lỏng rò rỉ giữa thành của buồng đo và cơ quan làm việc. Sự rò rỉ này có ảnh hưởng lớn đến sai số đọc của đồng hồ. Nếu loại bỏ được nó, bộ đếm thể tích có piston hình trụ hoạt động với độ chính xác cao, sai số có thể thấp tới 0,2-0,3% (Eckman, 1950). Vì các máy đo loại này hoạt động trên nguyên tắc đo thể tích, nên tỷ trọng và độ nhớt của chất lỏng thực tế không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Đồng hồ đo có piston chuyển động qua lại được sử dụng trong các hệ thống cấp nước khác nhau với tốc độ dòng chảy từ 37 đến 3785 l / phút. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng bị hạn chế bởi các yêu cầu đặc biệt đối với chất lỏng, chất lỏng này không được ăn mòn và không quá nhớt (Eckman, 1950).

Bộ đếm với piston đĩa. Để đo lượng chất lỏng chảy qua hệ thống, các bộ đếm có đĩa được sử dụng rộng rãi | piston (Hình 10.22). Việc sử dụng rộng rãi các loại đồng hồ này làm đồng hồ đo nước được giải thích là do thiết kế đơn giản, nhỏ gọn và giá thành tương đối thấp của chúng. Ở giữa quầy, một quả bóng được lắp vào một ghế hình cầu, trên đó cố định một đĩa phẳng. Trong quá trình vận hành của bộ đếm, quả bóng cùng với đĩa lắc lư theo hình cầu quanh một tâm hình học chung, nhưng không quay. Dưới tác dụng của áp suất chất lỏng đi vào thiết bị qua đường vào, đĩa hạ thấp hoặc nâng lên tùy thuộc vào vị trí của nó so với đường ống vào. Khi chất lỏng chảy qua buồng đếm, mặt phẳng đĩa dịch chuyển dọc theo thành và quả cầu. , cùng với đĩa, quay tại chỗ ngồi của nó. Dưới ảnh hưởng của sự chênh lệch áp suất trong đầu vào và đầu ra, nước chảy xung quanh quả cầu có đĩa và được dẫn đến đầu ra của đầu phun. Trong quá trình chuyển động của quả bóng, phần nhô ra trên của nó sẽ di chuyển dọc theo bề mặt của hình nón, đỉnh của nó trùng với tâm của quả bóng. Vì đầu vào và đầu ra được ngăn cách bởi một vách ngăn (không được thể hiện trong Hình 10.22), nước phải chảy qua đầu vào và xung quanh quả bóng, trong khi vẫn còn lại dưới đĩa. Trục của đĩa hoạt động một cơ chế đếm ghi lại số lần chuyển động của quả bóng với đĩa. Con số này, nhân với thể tích chất lỏng bị dịch chuyển trong một chu kỳ, cho phép bạn xác định thể tích chất lỏng đã đi qua thiết bị. Các máy đo được mô tả có thể hoạt động ở bất kỳ áp suất và nhiệt độ nào của môi chất được đo. Tuy nhiên, độ chính xác của các phép đọc có thể bị ảnh hưởng bởi tỷ trọng và độ nhớt của chất lỏng, vì có thể xảy ra rò rỉ chất lỏng qua các khe hở trong các dụng cụ có thiết kế này. Với tốc độ dòng chảy từ 55 đến 1890 l / phút, sai số tương đối của máy đo đĩa dao động! thường không vượt quá 1%.

Máy đếm vòng quay với các lưỡi thẳng. Sơ đồ của một máy đếm quay với các lưỡi thẳng được thể hiện trong hình. 10,23. Phần tử chính của thiết bị là một rôto được gắn lệch tâm trong vỏ, được trang bị các cánh quạt. Khi rôto quay, các cánh dưới tác dụng của lò xo luôn ép vào bề mặt bên trong của vỏ. Chảy qua đồng hồ, chất lỏng ép lên các cánh quạt và làm cho rôto quay, từ đó chưng cất chất lỏng ra đường ống thoát. Số vòng quay của rôto được cố định và xác định thể tích chất lỏng đi qua bộ đếm. Tỷ trọng và độ nhớt của chất lỏng không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo của máy đếm quay, vì thiết kế này được đặc trưng bởi sự rò rỉ tối thiểu của chất được đo. Sai số đo tương đối của máy đếm quay có "lưỡi thẳng" không vượt quá 0,2-0,3%.

Lưu lượng kế biến đổi áp suất

Trong số các thiết bị được sử dụng để đo tốc độ dòng chảy, đồng hồ đo được sử dụng rộng rãi, hoạt động của nó dựa trên phép đo độ sụt áp thay đổi. Một đồng hồ đo lưu lượng như vậy đo áp suất chênh lệch được tạo ra trong thiết bị hạn chế được lắp đặt trong đường ống và chuyển nó thành tốc độ dòng chảy. Sơ đồ của dòng chất lỏng qua phần bị thu hẹp được thể hiện trong hình. 10,24. Theo phương trình Bernoulli (10.3), khi tốc độ dòng chảy tăng lên, áp suất tĩnh của chất lỏng trong đường ống giảm, với điều kiện là Z 1 \ u003d Z 2 (phần 1 và 2; xem Hình 10.24).
trong đó Z 1 và Z 2 - độ cao san lấp mặt bằng tại các điểm 1 và 2; P 1 và P 2 - áp suất tĩnh trong các phần) và 2; γ 1 và γ 2 - trọng lượng riêng của chất lỏng ở phần 1 và 2; v 1 và v 2 - vận tốc dòng chảy ở phần 1 và 2; g là gia tốc do trọng trường.

Sử dụng phương trình Bernoulli và phương trình liên tục của phản lực, có thể thiết lập mối quan hệ toán học giữa tốc độ dòng chảy của chất lỏng không nén được và sự giảm áp suất:

Giả sử rằng đường ống nằm ngang và Z 1 = Z 2, phương trình này có dạng sau:
Đối với chất lỏng không nén được, chúng ta có thể giả sử γ 1 = γ 2, a A 1 v 1 = A 2 v 2.
Thay biểu thức (10.6) vào phương trình (10.5), sau khi biến đổi ta thu được
Giải phương trình (10.7) theo v 2, ta thu được
Nghiệm chung của phương trình liên tục phản lực và (10.8) cho biểu thức sau:
Đối với một bộ đếm cụ thể, giá trị của A 1 và A 2 có giá trị nhất định; do đó, để thuận tiện, hằng số M được xác định - môđun của thiết bị thu hẹp:
Ngoài ra, để có được công thức dòng chảy làm việc, người ta đưa thêm hai hệ số - hệ số dòng chảy C cho một thiết bị thu hẹp nhất định và hệ số dòng chảy K.
trong đó Q d - giá trị thực của tốc độ dòng chất lỏng chảy qua thiết bị; Q id - tốc độ dòng lý thuyết (không mất mát) của chất lỏng đi qua đồng hồ.

Hệ số dòng chảy C tính đến sự mất mát của dòng chất lỏng trong đồng hồ, và hệ số dòng chảy K là tích của C và M:

Nếu các đầu phun Venturi được sử dụng làm bộ hạn chế, thì các giá trị của hệ số C và M. thường được lấy để tính toán. Khi tính toán các lỗ thông thường và đầu phun, hệ số K được sử dụng (Eckman, 1950). Do đó, công thức tính toán thực tế của thiết bị thu hẹp có dạng sau:
Các loại thiết bị thu hẹp sau được sử dụng trong lưu lượng kế vi sai có thể thay đổi: vòi phun Venturi; vòi phun bình thường; màng ngăn bình thường; đoạn ống cong và hình vòng cung; ống pitot.

Vòi phun Venturi. Trên hình. 10,25 cho thấy một vòi phun Herschel Venturi. Một vòi phun Venturi tiêu chuẩn bao gồm một đầu vào hình côn L 1, một phần ở giữa, cái được gọi là cổ, L 2 với tiết diện tối thiểu và một đầu ra mở rộng trơn tru L 3. Biên dạng của các bộ phận đầu vào và đầu ra của vòi phun được chọn sao cho tổn thất đầu là nhỏ nhất. Vì chất lỏng chảy với tốc độ tối đa qua họng vòi phun, nên áp suất tĩnh trong chỗ thắt sẽ nhỏ hơn áp suất trước chỗ thắt. Việc lựa chọn các giá trị áp suất được thực hiện trong khu vực có độ giãn nở lớn nhất của phần đầu vào của vòi phun và ở cổ. Áp suất chênh lệch đo được được chuyển đổi thành tốc độ dòng chảy sử dụng Công thức (10.13).

Biết đường kính của đường ống mà vòi phun Venturi được lắp đặt và đường kính của cổ vòi, có thể tính được giá trị của hằng số M. Hệ số lưu lượng C thường được lấy từ bảng hoặc đồ thị (Hình 10.26), trong khi hệ số dòng chảy được xác định như một hàm của số Reynolds. Với số Reynolds đủ lớn, bắt đầu từ giá trị 2,5 · 10 5, tốc độ dòng chảy sẽ trở thành! dài hạn. Các giá trị C nằm trên đường liền nét. Các đường cong chấm chấm giới hạn phạm vi giá trị C. Hệ số lưu lượng được xác định cho các vòi phun được lắp đặt trong đường ống có đường kính 5,08 cm trở lên và giá trị p trong khoảng 0,3-0,75 (β là tỷ lệ diện tích của các khe hở của miệng vòi Venturi và đường ống dẫn). Thật không may, có rất ít dữ liệu về số Reynolds thấp và đối với các đường ống có đường kính nhỏ hơn 5,08 cm. Tuy nhiên, đây không phải là trở ngại cho việc sử dụng rộng rãi đồng hồ đo lưu lượng có vòi phun Venturi và các đồng hồ đo lưu lượng áp suất thay đổi khác, vì phương pháp lý thuyết rất hiếm khi được sử dụng trong công nghệ đo lưu lượng. Thông thường, trong thực tế, áp suất được đo bằng áp kế, và tốc độ dòng chảy tương ứng với mỗi chênh lệch áp suất được xác định bằng phương pháp đo thể tích trực tiếp hoặc bằng một thiết bị đo đã được hiệu chuẩn trước khác. Do đó, điểm thu được để vẽ biểu đồ giảm áp suất so với tốc độ dòng chảy. Khi đo lưu lượng, nó là đủ để xác định độ giảm áp và tìm tốc độ dòng chảy tương ứng từ đồ thị.

Vòi phun bình thường. Trên hình. 10.27 sơ đồ giản đồ của hai vòi phun bình thường được trình bày. Các đầu phun thông thường, giống như đầu phun Venturi, hoạt động dựa trên nguyên tắc đo áp suất chênh lệch có thể thay đổi. Vì tỷ lệ đường kính đầu vào và đầu ra lớn hơn đối với đầu phun thông thường, chúng gây ra tổn thất áp suất lớn hơn so với đầu phun Venturi do sự nhiễu loạn tăng đáng kể. Tuy nhiên, vòi phun bình thường có ưu điểm hơn vòi phun venturi ở chỗ chúng cần ít không gian hơn và có thể lắp đặt giữa các mặt bích của đường ống.

Thông thường, áp suất được lấy từ các vòi phun bình thường tại ba điểm. Khi áp suất được khai thác bằng cách sử dụng các lỗ riêng biệt trong đường ống (xem Hình 10.28), điểm điều chỉnh áp suất cao được tách khỏi đầu vào của vòi phun ở khoảng cách bằng một đường kính đường ống và điểm khai thác áp suất thấp được lấy phía trên đầu ra của vòi phun tại khoảng cách một đường kính đường ống tính từ miệng vòi đầu vào đối với vòi phun có giá trị β cao (β> 0,25) hoặc đường kính họng vòi rưỡi tính từ đầu vào vòi đối với vòi phun có tỷ lệ β thấp (β
Trong vòi phun bình thường được hiển thị trong Hình. 10.29, các lỗ điều chỉnh áp lực được khoan trong họng của vòi phun. Áp suất cao được lấy tại điểm cách đầu vào của vòi phun một khoảng bằng một đường kính đường ống. Một lỗ để lấy mẫu áp suất thấp được khoan trên thành miệng vòi ở khoảng cách 0,15 đường kính họng từ cửa ra của vòi. Phương pháp khai thác áp suất này giúp kiểm soát áp suất thực tế bên trong buồng vòi phun. Các lỗ được khoan trên miệng vòi rất hữu ích nếu vòi tiếp xúc với khí quyển.

Trên hình. 10.30 chỉ ra hai cách lấy áp lực từ thiết bị thu hẹp tại mặt tiếp giáp giữa mặt bích của vòi phun và bề mặt bên trong của đường ống. Trong sơ đồ ở đầu Hình. 10.30 cho thấy một khoang hình khuyên thông với khoang bên trong của đường ống bằng một rãnh hình khuyên (chiều rộng không quá 0,02D) hoặc một số lỗ phân bố đều dọc theo chu vi của đường ống. Sự sắp xếp các khoang hình khuyên này cho phép các ống xung động được khoan trực tiếp qua thành ống. Cách thứ hai (xem phần dưới của hình 10.30) là khoan lỗ cho các ống xung lực ở một góc so với vòi áp lực. Các kích thước; các lỗ và góc nghiêng được chọn sao cho đường kính của phần đầu vào của lỗ sau khi hoàn thiện không vượt quá 0,02 đường kính trong của mặt bích.

Phương pháp khai thác áp suất qua các lỗ khoan trong họng vòi phun được sử dụng tương đối ít, điều này được giải thích là do: sự phức tạp của việc đặt các đường ống nối giữa buồng áp suất thấp và áp kế chênh lệch. Ngoài ra, các phép đo như vậy đặt ra yêu cầu cao về độ sạch của bề mặt của vòi áp suất, vì vận tốc dòng chảy trong chúng đạt giá trị lớn nhất và độ nhám nhỏ nhất có thể dẫn đến sai số đáng kể trong phép đo áp suất. Phương pháp lấy mẫu áp suất sử dụng các ống xung được lắp đặt ở một góc có đặc điểm là sai số lớn nhất so với các phương pháp khác đã xét. Ngoài ra, trong trường hợp này, chiều dài trục của lỗ đóng một vai trò quan trọng. Cách đơn giản nhất là lắp các ống xung xuyên qua các lỗ trên đường ống. Đó là phương pháp lựa chọn này: áp suất thường được sử dụng nhất trong thực hành kỹ thuật.

Để xác định tốc độ dòng chảy, sử dụng công thức (10.14).

Hệ số dòng chảy C được xác định theo đồ thị trên hình. 10,31. Biểu đồ được xây dựng cho các đường ống có đường kính lớn hơn 5,08 cm và một vòi phun thông thường, biên dạng của phần đầu vào được tạo bởi các cung tròn có bán kính lớn. Trong các phép đo trong phòng thí nghiệm, áp suất được thực hiện bằng cách sử dụng các ống xung động qua các lỗ được khoan trên thành ống. Hệ số K được tính theo công thức (10,12).

Phương pháp lý thuyết để xác định tốc độ dòng chảy sử dụng công thức (10.14) rất hiếm khi được sử dụng. Việc hiệu chuẩn các vòi phun bình thường trên giá thử được thực hiện theo trình tự tương tự như việc hiệu chỉnh các vòi phun Venturi.

Màng chắn bình thường. Màng ngăn thông thường là một đĩa phẳng mỏng có lỗ đồng tâm. Đường kính của đường ống mà màng ngăn được lắp đặt phải lớn hơn đường kính của lỗ mở màng ngăn (Hình 10.32). Dòng chất lỏng đi qua đường ống đi vào màng ngăn làm thu hẹp tiết diện của nó. Vì vận tốc dòng chảy trong lỗ lớn hơn trong đường ống, nên áp suất tĩnh trong phần bị hạn chế sẽ nhỏ hơn áp suất trong đường ống trước lỗ. Sự chênh lệch áp suất này có thể được chuyển đổi thành các giá trị vận tốc hoặc tốc độ dòng chảy.

Các vách ngăn đồng tâm, lệch tâm và phân đoạn. Trong các màng ngăn đồng tâm, trục của lỗ mở của màng ngăn và đường ống dẫn trùng nhau. Trong các lỗ lệch tâm, trục là một mét, cũng như đường kính của đường ống - Đường phân đoạn và lệch tâm là một đoạn của hình tròn có đường kính xấp xỉ bằng đường kính của đường ống. Các màng ngăn phân đoạn và lệch tâm chỉ được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt yêu cầu các điều kiện đặc biệt (ví dụ, thoát nước hoàn toàn của đường ống), do đó, các màng ngăn này không được xem xét dưới đây.

Có năm cách khác nhau để lấy áp lực từ các cơ hoành bình thường.

1. Ống xung được dẫn qua các mặt bích. Trong trường hợp này, trục của đầu ra mặt bích ở phía áp suất cao phải cách bề mặt phía trước của màng ngăn là 2,54 cm: ragma và trục của đầu ra mặt bích ở phía áp suất thấp phải ở một khoảng cách cách bề mặt đối diện của màng ngăn 2,54 cm (xem phần dưới của Hình 10.32).

2. Áp suất được lấy tại các điểm cách màng ngăn những khoảng cách bằng một đường kính và nửa đường kính của đường ống. Ở phía áp suất cao, khoảng cách giữa trục của ống xung lực và bề mặt phía trước của màng ngăn phải bằng một đường kính đường ống và ở phía áp suất thấp, bằng một nửa đường kính đường ống tính từ cùng một bề mặt màng ngăn. Các khoảng cách này không đổi đối với tất cả các giá trị (xem trên cùng của Hình 10.32).

3. Ống xung lực được đưa đến phần dòng chảy bị thu hẹp ở khoảng cách ngắn nhất so với mặt sau của màng ngăn. Áp lực cao được thực hiện trong con gái; cách mặt trước của màng ngăn một khoảng bằng 1/2 đường kính ống dẫn; thường khoảng cách này được lấy bằng một đường kính của đường ống. Đối với lấy mẫu áp suất thấp, ống xung được đưa vào phần dòng chảy bị thu hẹp tại điểm có áp suất nhỏ nhất; Bản chất của sự thay đổi áp suất tĩnh phía sau màng ngăn được biểu thị bằng các đường cong thể hiện trong hình. 10,33.

4. Các ống xung được đưa đến các điểm tiếp hợp của đường ống với màng ngăn. Áp suất được thực hiện cả trước màng ngăn và sau nó, tại các điểm tiếp giáp của thành trong của đường ống với đĩa màng. Các tùy chọn để kết nối các ống xung với phương pháp đo này được thể hiện trong hình. 10 giờ 30. Đối với tất cả các loại thiết bị thu hẹp, các tùy chọn này đều giống nhau.

5. Đường ống xung lực lắp đặt dọc đường ống. Trong trường hợp này, áp suất được đo tại các điểm trên cả hai mặt của màng ngăn nơi dòng chảy ổn định. Trên thực tế, đây là cách xác định giá trị của tổn thất áp suất không thể phục hồi trong màng ngăn. Áp lực được thực hiện ở khoảng cách 272 đường kính đường ống trước và 8 đường kính đường ống sau bề mặt trước của màng ngăn. Phương pháp lấy mẫu áp suất này tương đối hiếm khi được sử dụng, vì độ giảm áp suất đo được trong trường hợp này phản ánh sự thay đổi của lưu lượng ở mức độ thấp hơn so với các phương pháp được liệt kê khác. Do đó sai số lớn trong số đọc trong quá trình đo.

Công thức tính lưu lượng cho các lỗ đồng tâm như sau:

Giá trị của hệ số K Đối với tất cả các phương pháp lựa chọn áp suất (không bao gồm phương pháp lựa chọn sử dụng các lỗ riêng lẻ trên đường ống) và đối với đường kính đường ống từ 3,81 đến 40,64 cm được thực nghiệm (tiêu chuẩn của Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ, 1959 ). Sự phụ thuộc của hệ số K vào số Reynolds và tỷ lệ đường kính ở đường kính danh nghĩa của đường ống là 5,08 cm được thể hiện trong hình. 10,34.

Mối quan hệ giữa Q và P 1 -P 2 đối với một lỗ hoạt động trong các điều kiện cụ thể có thể được xác định trên băng ghế thử nghiệm bằng cách sử dụng một thiết bị đo thể tích trực tiếp khác, như được mô tả ở trên đối với vòi phun Venturi. Đồ thị thu được trong quá trình hiệu chuẩn; sự phụ thuộc của độ giảm áp suất Р 1 -Р 2 vào tốc độ dòng chảy Q được sử dụng cho các phép đo thực tế.

Phân tích so sánh đầu phun Venturi, đầu phun thường và lỗ phun. Trên hình. 10.35-10.37 cho thấy các đường cong phân bố áp suất tĩnh được xây dựng trên cơ sở dữ liệu thực nghiệm khi các vòi phun thường, vòi phun Venturi và các màng chắn thông thường được lắp đặt trong đường ống. Mức giảm áp suất lớn nhất là đáng chú ý đối với màng ngăn, nhỏ nhất đối với vòi phun Venturi và mức trung bình đối với vòi phun thông thường. Sự sụt giảm áp suất càng lớn thì tổn thất năng lượng liên quan đến sự hình thành dòng xoáy và ma sát của dòng chảy với thành đường ống càng lớn. Do đó, tổn thất áp suất không thể phục hồi trong vòi phun Venturi ít hơn nhiều so với vòi phun và màng ngăn. Trên hình. 10.38 cho thấy các đường cong tổn thất áp suất đối với các thiết bị lỗ thông thường, được biểu thị bằng phần trăm của giá trị sụt áp, như một hàm của β, tỷ số giữa đường kính của họng vòi phun hoặc lỗ màng ngăn và đường ống. Như dự đoán, đối với tất cả các loại thiết bị thu hẹp, tổn thất áp suất càng nhỏ, β càng lớn, vì khi β tăng, tốc độ và sự hỗn loạn của dòng chảy giảm. Các đồ thị trên cũng cho thấy rằng tổn thất áp suất trong vòi phun Venturi ít hơn nhiều so với các vòi phun hoặc màng chắn, đó là; ưu điểm chính của vòi phun Venturi.

Vòi phun Venturi được đặc trưng bởi độ chính xác đo cao và không yêu cầu hiệu chuẩn thường xuyên như vòi phun hoặc màng chắn thông thường, vì chúng có khả năng chống mài mòn cao hơn, điều này đặc biệt quan trọng khi làm việc với chất lỏng có chứa tạp chất cơ học. Tuy nhiên, đầu phun venturi đòi hỏi không gian lắp đặt lớn hơn đáng kể và đắt hơn. Về giá thành, khả năng chống mài mòn, bản chất của sự phân bố áp suất tĩnh và chiều dài yêu cầu của đoạn thẳng của đường ống, các vòi phun thông thường chiếm vị trí trung gian giữa vòi phun và màng chắn của Venturi. Một điều kiện quan trọng để có được kết quả tốt cũng là việc lắp đặt cẩn thận các vòi phun bình thường trong đường ống. Màng ngăn tương đối dễ lắp đặt và không yêu cầu đoạn ống dài thẳng, nhưng chúng bị mòn nhanh và cần hiệu chuẩn thường xuyên. Do độ bền cơ học thấp, chúng thường bị hỏng khi thay đổi áp suất đột ngột. Đồng thời, màng chắn rẻ hơn tất cả các thiết bị co thắt được xem xét, điều này đã dẫn đến việc chúng được sử dụng rộng rãi.

Máy đo lưu lượng ly tâm. Các phần đường cong của đường ống, trong đó tác động của lực ly tâm trong dòng chất lỏng, cũng có thể được sử dụng để đo lưu lượng. Dưới tác dụng của lực ly tâm, dòng chảy bị ép ra thành ngoài của phần cong, đồng thời, áp lực lên thành ngoài của phần cong sẽ lớn hơn áp lực lên thành trong. Chênh lệch áp suất đo được tại hai điểm trong mặt cắt ngang dòng chảy có thể được chuyển đổi thành giá trị vận tốc. Trên hình. 10.39 và 10.40 hiển thị sơ đồ lưu lượng kế hoạt động trên nguyên tắc này. Một trong số chúng được làm trên khuỷu tay của đường ống, và cái còn lại là một ống hình vòng lặp. Máy đo lưu lượng góc đã trở nên phổ biến hơn vì nó dễ sản xuất hơn, không bao giờ bị tắc nghẽn và có thể hoạt động trong thời gian dài mà không cần hiệu chỉnh lại độ chính xác cần thiết. Điều sau được giải thích là do khả năng chống mài mòn của lưu lượng kế góc tăng lên. Các ống xung để lấy mẫu áp suất được đặt dọc theo trục đối xứng chung của các phần cong của thành ngoài và thành trong của khuỷu (xem Hình 10.39).

Ống pitot. Ống Pitot cũng nằm trong số những lưu lượng kế hoạt động trên nguyên tắc đo chênh lệch áp suất thay đổi. Theo quy định, chúng được sử dụng để đo lưu lượng khí, nhưng ống Pitot cũng có thể được sử dụng để đo lưu lượng chất lỏng. Ống pitot bao gồm hai khoang (Hình 10.41) - bên trong và bên ngoài. Buồng bên trong có đầu mở hướng ra dòng chảy của chất được đo; Một lỗ mở được cung cấp trong khoang bên ngoài, trục của lỗ này vuông góc với hướng của dòng chuyển động. Áp suất trong khoang trong của ống Pitot là tổng của áp suất dòng tĩnh và động (toàn đầu); chỉ áp suất tĩnh được đo ở khoang bên ngoài. Sự giảm áp suất đo được qua hai khoang thực sự được điều khiển động bởi áp suất dòng chảy và có liên quan đến vận tốc dòng chảy.

Về mặt toán học, tổng áp suất P t là tổng của áp suất động P d và áp suất tĩnh P S:

Áp suất động tương đương với động năng của dòng chuyển động. Theo định luật cơ học, động năng của dòng FE có thể được biểu thị bằng phương trình sau:
với m là khối lượng; v là tốc độ dòng chảy.

Khối lượng và trọng lượng có liên quan như sau:

trong đó W - trọng lượng; g là gia tốc do trọng trường.

Sau khi thực hiện các phép biến đổi đơn giản, chúng tôi nhận được

Viết lại phương trình (10.19) cho một khối lượng đơn vị, chúng ta nhận được
trong đó γ là trọng lượng riêng của chất lỏng.

Động năng của dòng tương đương với áp suất động. Do đó, phương trình (10.16) có thể được viết như sau:

Giải phương trình này cho v cho ta
Tốc độ dòng chảy được xác định bằng cách sử dụng phương trình (10.22) và phương trình liên tục của dòng chảy.

Thông thường, các ống Pitot được làm bằng đường kính nhỏ để giảm thiểu ảnh hưởng của tính không đồng nhất của môi trường được đo. Ống Pitot đo vận tốc tại bất kỳ điểm nào trong mặt cắt ngang của dòng chảy, và vận tốc dòng chảy thay đổi trên mặt cắt ngang, do đó vận tốc dòng chảy trung bình được xác định, thường là khoảng 0,83 vận tốc lớn nhất (Beckwith và Buck, 1961). Ống Pitot được lắp đặt dọc theo trục của đường ống và vận tốc dòng chảy được đo ở tâm của mặt cắt. Nhân giá trị này với 0,83 (hệ số hiệu chỉnh), vận tốc dòng chảy trung bình thu được, được thay thế vào phương trình liên tục. Nghiệm của hệ phương trình cho ta tốc độ dòng chảy.

Các ống pitot phải được lắp đặt ngược dòng chuyển động để chúng phản ứng với áp suất động. Góc giữa trục của dòng chuyển động và trục của ống pitot (góc lệch) phải bằng không, nếu không sẽ xảy ra sai số đáng kể.

Các thiết bị đo lưu lượng chênh lệch áp suất thay đổi đã được thảo luận ở trên đối với các chất lỏng không thể nén được như nước ngọt hoặc nước muối. Tất cả chúng cũng có thể được sử dụng để đo phương tiện có thể nén, chẳng hạn như không khí, nhưng trong trường hợp này, hệ số hiệu chỉnh được đưa vào công thức lưu lượng làm việc có tính đến ảnh hưởng của khả năng nén khi không khí đi qua thiết bị thu hẹp. Việc xem xét chất lỏng có thể nén không nằm trong nhiệm vụ của tác giả, vì vậy độc giả quan tâm đến vấn đề này có thể tham khảo công trình được xuất bản bởi Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ “Lưu lượng kế. Lý thuyết và Ứng dụng ”(1959).

Lưu lượng kế chênh lệch áp suất không đổi

Theo phương trình (10.13), độ giảm áp suất đo được tại một bộ hạn chế tỷ lệ với bình phương của dòng chảy qua lỗ của bộ hạn chế đó. Phương pháp này khá thuận tiện, nhưng cần nhiều loại áp kế chênh lệch để đo áp suất theo nhiều thứ tự khác nhau tùy thuộc vào tốc độ dòng đo được, không phải lúc nào cũng có thể cung cấp đủ độ chính xác, đặc biệt là trong trường hợp đo tốc độ dòng chảy thấp.

Máy đo lưu lượng quay. Trong số các thiết bị hoạt động theo nguyên tắc đo lưu lượng ở áp suất chênh lệch không đổi là thiết bị đo lưu lượng dạng quay. Trong trường hợp này, tiết diện của dòng chảy có thể thay đổi, và độ giảm áp suất không đổi ở mọi tốc độ dòng chảy. Theo phương pháp truyền số đọc, rotameter được hiển thị trong Hình. 10.42 đề cập đến các máy quay vòng quay có đầu đọc trực tiếp trên thang đo tuyến tính. Thiết bị bao gồm một ống trong suốt thẳng đứng, giãn nở về mặt cơ học và một “phao” di chuyển tự do trong đó. Vì khối lượng riêng của vật liệu "phao" lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng nên tên "phao" là tùy ý. Ống của thiết bị phải được lắp đặt nghiêm ngặt theo phương thẳng đứng. Dòng chất đo đi vào qua một phần cửa vào hẹp của ống và đi từ dưới lên. Hai lực tác dụng lên phao: trọng lực của nó và lực nâng do tác dụng của dòng chảy. Phao tăng lên cho đến khi các lực này cân bằng. Bắt đầu từ thời điểm này, phao treo ở một độ cao nhất định. Một thang đo được áp dụng trên bề mặt của ống, giúp xác định chính xác vị trí của phao so với đầu của thang đo. Vì chiều cao của phao là thước đo lưu lượng, thang đo có thể được hiệu chuẩn trực tiếp bằng lít trên phút hoặc theo các đơn vị lưu lượng khác, tuy nhiên, phương pháp phân loại thang đo theo đơn vị không thứ nguyên từ 0 đến 100 thường được sử dụng hơn, đó là được chuyển đổi thành các giá trị lưu lượng thực tế bằng cách sử dụng các đường chuẩn.

Về mặt toán học, tốc độ dòng chảy của chất lỏng đi qua một rotameter có thể được biểu thị như sau (Schoenborn và Colburn, 1939):

trong đó Q là lưu lượng thể tích, cm / s; A - diện tích mặt cắt ngang, cm; C - tốc độ dòng chảy; V - thể tích, cm; g - gia tốc trọng trường, cm / s; ρ - khối lượng riêng, g / cm 3.

Chỉ số 1 là chất lỏng, chỉ số 2 là phao.

Giá trị của hệ số lưu lượng C phải được xác định theo kinh nghiệm đối với chất lỏng hoặc khí cụ thể mà rotameter sẽ hoạt động. ở trên đối với vòi phun Venturi. Được xây dựng đường chuẩn là sự phụ thuộc của chiều cao vị trí của phao, được quan sát trên thang đo của rô to, vào tốc độ dòng chảy trong giới hạn đo yêu cầu. Thông thường đối với rô to, sự phụ thuộc này được biểu thị bằng Tiếp theo, xác định vị trí của phao trên thang đo của thiết bị và sử dụng các đường chuẩn, đặt tốc độ dòng chảy thích hợp.

Điều kiện cần thiết để có được các phép đo đáng tin cậy là lắp đặt rotameter thẳng đứng. Rotameters không thể được sử dụng để đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng có hàm lượng tạp chất cơ học cao, đặc biệt là kích thước lớn, cũng như đối với chất lỏng không trong suốt. Dụng cụ đo dòng chất lỏng có nhiệt độ và áp suất cao rất đắt tiền. Tuy nhiên, lưu lượng kế có nhiều ưu điểm hơn so với các lưu lượng kế khác. Chúng bao gồm: sự tiện lợi của thang đo tuyến tính bao phủ toàn bộ phạm vi đo của thiết bị và sự giảm áp suất không đổi trên tất cả các tốc độ dòng chảy. Các giới hạn đo lường của thiết bị rất dễ thay đổi, chỉ cần lấy một ống hoặc phao khác là đủ. Đặc biệt, Rotameters thuận tiện cho việc đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng ăn mòn, chẳng hạn như nước muối, vì bề mặt tiếp xúc với chất được đo có thể được làm bằng bất kỳ vật liệu nào, chẳng hạn như thủy tinh, nhựa, v.v. Phao được làm bằng cả hai. hoàn toàn từ-kim loại, hoặc được bao phủ bởi một lớp vỏ nhựa phía trên. Việc sử dụng các vật liệu chống ăn mòn làm tăng giá thành của thiết bị. Trong quá trình hoạt động, bạn có thể theo dõi dòng chảy.

Lưu lượng kế pít tông chìm

Lưu lượng kế chênh lệch áp suất không đổi bao gồm lưu lượng kế có piston chìm. Khi thiết bị hoạt động (Hình 10.43), chất lỏng đi vào bên dưới piston và đẩy nó lên. Trong các thành của xi lanh, bên trong mà piston di chuyển, có các khe, rãnh hoặc các khe hở khác. Tổng diện tích của các lỗ do piston mở ra khi nó di chuyển lên trên dưới tác dụng của áp suất tăng trong hệ thống phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy: tốc độ dòng chảy càng lớn thì tổng diện tích các lỗ thoát càng lớn và càng lên cao pittông càng tăng. Đi kèm với thiết bị này là các thiết bị cơ học hoặc điện để ghi chiều cao của piston. Máy đo lưu lượng có piston chìm thường được hiệu chuẩn cục bộ.

Đồng hồ đo lưu lượng đặc biệt

Máy đo gió dây nóng. Thiết bị là một đoạn dây làm bằng vật liệu dẫn điện và được nối với nguồn năng lượng điện; Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn nóng lên. Có hai sửa đổi của thiết bị này: máy đo gió dây nóng có dòng điện không đổi và máy đo gió dây nóng có nhiệt độ không đổi. Trong trường hợp đầu tiên, cường độ dòng điện là một giá trị không đổi. Khi đo tốc độ dòng của chất được đo, nhiệt độ của dây thay đổi, đồng thời với nó là điện trở của nó. Như vậy, điện trở của dây dẫn tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy. Trong các máy đo nhiệt độ không đổi, nhiệt độ của dây được duy trì không đổi do thay đổi độ lớn của dòng điện, trong trường hợp này là một giá trị có thể thay đổi và dùng làm tiêu chí để thay đổi tốc độ dòng chảy (tốc độ dòng chảy).

Phương pháp đo lưu lượng bằng máy đo gió dây nóng khá tiện lợi và cho độ chính xác đo cao. Tuy nhiên, phạm vi của nó bị hạn chế do dây nung rất mỏng manh. Máy đo nhiệt dạng dây quấn được thiết kế chủ yếu để đo dòng khí và chỉ trong những trường hợp đặc biệt mới được sử dụng để đo dòng chất lỏng.

Tuabin mét. Bộ dụng cụ bao gồm một cánh quạt hoặc cánh quạt và một thiết bị đếm giúp chuyển đổi tốc độ quay của cánh quạt thành xung (Hình 10.44). Tần số quay của tuabin tỷ lệ với vận tốc của dòng chảy đo được, vì các cánh được gắn trên thân của nó ở một góc nhất định so với trục quay và trục quay của tuabin trùng với hướng của dòng chảy. Hình 10.45 cho thấy một mẫu công nghiệp có bộ chỉnh lưu dòng chảy dạng ống và thiết bị điện từ cảm nhận chuyển động quay của tuabin. Đại dương và hồ. Có nhiều loại máy đo tuabin, từ dụng cụ dạng cốc được các nhà khí tượng học sử dụng để xác định tốc độ gió, đến ví dụ minh họa Hình 10.45 Đối với phép đo dòng chảy trong các kênh mở, sông, hồ và đại dương, một sửa đổi của mẫu này được sử dụng, được trang bị một tấm được gắn cứng vào bề mặt ngoài của lưu lượng kế song song với trục quay của bánh công tác. Mục đích của thiết bị đơn giản này là để giữ dòng chảy. ở một vị trí nhất định, khi trục quay của bánh công tác song song với dòng chảy. Dưới tác dụng của dòng chảy, đĩa liên tục quay, cố gắng ở vị trí mà khả năng cản dòng chảy của nó là ít nhất.

Lưu lượng kế tuabin đã được ứng dụng rộng rãi trong các phép đo trong điều kiện không cố định, do cung cấp đủ độ chính xác của phép đo, chúng bền về mặt cơ học, dễ vận hành và không yêu cầu dụng cụ ghi phức tạp. Một ưu điểm khác của thiết bị này là giá thành rẻ. Sai số đo của thiết bị công nghiệp không vượt quá 0,5% giới hạn trên của phép đo.

Lưu lượng kế điện từ Nguyên tắc của lưu lượng kế điện từ (Hình 10.46) là môi trường chuyển động, ít nhất phải có độ dẫn điện tối thiểu, được coi như một vật dẫn chuyển động trong từ trường. Đường ống được lắp đặt trong từ trường sao cho hướng của dòng chảy vuông góc với đường sức của từ trường. EMF cảm ứng trong chất lỏng hướng vuông góc với đường sức từ và dòng chất lỏng. EMF được loại bỏ bởi hai điện cực, hướng tín hiệu nhận được đến một thiết bị đo sự khác biệt tiềm năng.

Theo định luật Faraday, giá trị của emf cảm ứng

trong đó E là emf cảm ứng, V; B - cảm ứng từ trường, V · s / cm 2; L - chiều dài ruột dẫn, cm; v - tốc độ của dây dẫn, cm / s.

Vì bản thân môi trường được coi như một vật dẫn chuyển động, nên EMF cảm ứng trong chất lỏng tỷ lệ với vận tốc dòng chảy.

Có hai cách sửa đổi chính của lưu lượng kế điện từ. Trong một trong số chúng, chất lỏng có độ dẫn điện thấp được đi qua một đường ống làm bằng thủy tinh, nhựa hoặc vật liệu không dẫn điện khác. Các điện cực được lắp vào thành ống dẫn và tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng. Các thiết bị loại này tạo ra một tín hiệu yếu cần được khuếch đại. Tùy chọn thứ hai, không giống như tùy chọn đầu tiên, cung cấp vị trí đặt các điện cực trên thành ngoài của đường ống, được làm bằng vật liệu dẫn điện. Trong trường hợp này, chất lỏng cũng phải có độ dẫn điện cao (ví dụ, kim loại lỏng) - điều kiện cần thiết cho hoạt động của loại đồng hồ đo lưu lượng này. Trong hệ thống này, không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa chất lỏng và các điện cực. Việc sử dụng thiết bị không cần thiết bị lại đường ống hiện có và không gây khó khăn kỹ thuật trong quá trình lắp đặt. Thông thường, tín hiệu đầu ra của đồng hồ đo lưu lượng càng lớn; độ dẫn điện của chất lỏng đo được càng cao và có thể được truyền trực tiếp đến thiết bị ghi mà không cần khuếch đại trước.

Nhược điểm chính của lưu lượng kế điện từ của tất cả các loại là giá thành cao. Tuy nhiên, nhược điểm này được bù đắp bằng độ tin cậy của thiết bị, trong đó không có bộ phận chuyển động. Độ chính xác của các phép đo được cung cấp bởi lưu lượng kế loại này là khá cao.

Máy đo lưu lượng siêu âm. Các máy đo này sử dụng dao động siêu âm 100 Hz (Beckwith và Buck, 1961). Các phần tử áp điện hoặc từ trở được gắn trên đường ống với khoảng cách vài cm, một phần tử đóng vai trò là bộ phát siêu âm, phần tử còn lại đóng vai trò là máy thu. Sóng siêu âm truyền qua chất lỏng với các tốc độ khác nhau tùy thuộc vào hướng truyền âm và dòng chất lỏng trùng hay ngược chiều nhau. Độ lệch pha của các dao động đến từ các máy thu được cảm biến ghi lại tỷ lệ thuận với vận tốc chất lỏng. Độ nhạy của mạch có thể được tăng lên bằng cách tự động thay thế các chức năng của một cặp phần tử áp điện bằng các phần tử ngược chiều. Sự thay đổi định kỳ nhanh chóng trong các chức năng của một cặp bộ phát và bộ thu (lên đến 10 lần mỗi giây) cung cấp khả năng đo Sự dịch chuyển pha của dao động siêu âm được hướng đồng thời lên và xuống. Xung đầu ra của sự chênh lệch tần số của dao động siêu âm là tăng gấp đôi so với mạch chính cho cùng tốc độ dòng.

Đo lưu lượng trong các kênh mở

Để đo lưu lượng trong các kênh hở, người ta sử dụng các đập có nhiều loại và kiểu dáng khác nhau, máng đo nước và đồng hồ tuabin. Nguyên lý hoạt động và thiết kế của đồng hồ tua bin đã được mô tả ở trên. Trong thực tế, khi đo lưu lượng chất lỏng, các giá trị vận tốc được lấy tại các điểm khác nhau trong mặt cắt ngang của dòng chảy, theo cả chiều ngang và chiều dọc, và đồ thị vận tốc thu được trên mặt cắt ngang dòng chảy. Phương pháp đo này cung cấp độ chính xác cần thiết. Thông thường, tốc độ tại các điểm khác nhau của mặt cắt ngang không bằng nhau, vì vậy tốc độ dòng chảy thực tế được xác định theo một trong hai cách: hoặc bằng tích phân, hoặc tốc độ dòng chảy trung bình được tính và giá trị kết quả được nhân với diện tích mặt cắt ngang của dòng chảy.

đập nước. Một vật chắn được đặt trên đường của dòng nước mà nước chảy tràn qua đó được gọi là đập tràn. Nó có thể có nhiều hình dạng khác nhau. Trên hình. 10,47 cho thấy một trong những weirs. Vì đập chỉ được sử dụng riêng trong các kênh mở, chúng chỉ có thể được sử dụng để đo lưu lượng của chất lỏng. Hầu hết các đập trong thực hành kỹ thuật được sử dụng để đo dòng chảy của nước và chỉ một số ít trong số chúng, theo quy luật, trong điều kiện phòng thí nghiệm, được sử dụng để đo lưu lượng của các chất lỏng khác.

Chủng loại và mẫu mã của đập rất đa dạng. Các ống có cạnh sắc (nghĩa là các đầu thừa, dọc theo chu vi của vết cắt mà tấm kim loại có cạnh sắc được cố định) theo hình dạng của lỗ trên tường được chia thành các ống tràn hình chữ nhật, hình tam giác (hình chữ V) , các phần tròn và đặc biệt. Đập tràn đặc biệt bao gồm các mặt cắt hình thang và hình parabol. Các cấu hình này đảm bảo rằng tốc độ dòng chảy không đổi hoặc tốc độ dòng chảy tỷ lệ thuận với đầu.

Trên hình. 10.48 cho thấy các kích thước chính của đập tràn. Bệ đập (hoặc đỉnh) là mặt dưới của vết cắt đập. Chiều dài ngưỡng L được đo bằng khoảng cách giữa các thành bên của rãnh (xem Hình 10.48). Đối với mặt cắt hình chữ nhật, chiều dài của ngưỡng bằng chiều rộng của hình cắt ngang. Trong đập tràn có mặt cắt ngang hình tam giác, độ dài ngưỡng bằng không. Đầu tĩnh của đập là khoảng cách từ đỉnh của đập đến mức cao nhất của mặt nước tự do, được đo trên đập (xem Hình 10.48), vì bề mặt tự do bắt đầu suy giảm ngay cả trước đập.

Dòng nước đi qua đập được gọi là dòng phẳng phía sau đập. Với dòng chảy vừa đủ và độ sụt giữa đỉnh của đập tràn và đường chân trời ở hạ lưu, không gian dưới tia phản lực giao tiếp với khí quyển. Một máy bay phản lực như vậy được gọi là tự do hoặc không nổ. Giá trị của đầu đối với tia phản lực tự do được xác định bởi một số yếu tố, bao gồm độ sắc của mép đập tràn, độ dày của đỉnh, v.v. Người ta đã xác định rằng giá trị này phải nằm trong khoảng từ 1 đến 3 cm (ASME, 1959). Nếu khoảng cách giữa đỉnh ngưỡng cửa và đường chân trời ở hạ lưu của đập là không đủ, thì không gian dưới vòi phun sẽ bị cô lập với khí quyển và vòi phản lực dính vào thành đập. Một máy bay phản lực như vậy được gọi là bị mắc kẹt hoặc bị ngập nước.

Nếu chiều dài của đập nhỏ hơn chiều rộng của kênh Lk (xem Hình 10.48), đập như vậy được gọi là đập có độ nén bên và dòng đi qua đập này được gọi là dòng nén. Trong một dòng chảy bị nén, hướng chuyển động của các hạt chất lỏng của các dòng cực đại chảy đến mặt cắt đập từ các thành bên của kênh được đo. Về vấn đề này, khi chất lỏng chảy qua đập, một biến dạng bên của tia phẳng xảy ra ngay sau đập, hay còn gọi là "nén dòng". Vì độ nén dòng chảy được phản ánh trong tốc độ dòng chảy, nó được tính đến trong các tính toán bằng cách hiệu chỉnh thích hợp. Có thể đảm bảo rằng các đường biên chảy hợp lý không tạo ra lực nén của mặt cắt ngang dòng chảy. Điều này có thể thực hiện được với điều kiện là sự khác biệt giữa chiều rộng kênh L c và chiều dài ngưỡng L w ít nhất là 4 lần đầu dự kiến tối đa. Về mặt toán học, điều kiện này có thể được biểu thị bằng công thức sau:

Công thức về tốc độ dòng chảy lý thuyết cho đập hình chữ nhật có thể thu được bằng cách tìm dòng chất lỏng cơ bản qua diện tích đập cơ bản và tính tổng nó trên diện tích mặt cắt ngang của dòng chảy:
trong đó Q t là giá trị lý thuyết của tốc độ dòng chảy, m / s; L w - chiều dài ngưỡng, m; g - gia tốc trọng trường (9,8 m / s 2); h - đầu trên đập tràn, m.

Biến dạng tiết diện của dòng chảy trong mặt phẳng thẳng đứng và một số yếu tố khác được xét đến bằng hệ số không thứ nguyên C, được đưa vào công thức xác định giá trị lý thuyết của tốc độ dòng chảy và là tỷ số

trong đó Q d và Q t là các giá trị thực tế và lý thuyết của tốc độ dòng chảy.

Do đó, công thức dòng chảy làm việc cho đập tràn hình chữ nhật có dạng

Vì tốc độ dòng chảy thực tế luôn nhỏ hơn tốc độ dòng lý thuyết, hệ số dòng chảy C luôn nhỏ hơn 1, thường nhỏ hơn 0,7 (ASME, 1959). Các giá trị của hệ số phóng điện đối với các đập có mặt cắt ngang hình chữ nhật với các cạnh hở được thể hiện trong hình. 10,49. Các hệ số này có thể được lấy để tính toán có tính đến sai số đo trong khoảng ± 3%.

Phương pháp đo lường này đối với đập hình chữ nhật có hai hạn chế. Thứ nhất, ở tốc độ dòng chảy quá cao, sự gia tăng vận tốc dòng chảy bắt đầu được phản ánh đáng kể trong giá trị cột áp, do đó, giá trị cột áp đo trên đập tràn phải được hiệu chỉnh cho đầu động v 2 / 2g (v là vận tốc dòng chảy trong kênh), được thêm vào áp suất nước. Thứ hai, ngưỡng cửa hình chữ nhật phải dài ít nhất 15 cm (ASME, 1959). Ở các giá trị nhỏ hơn của độ dài ngưỡng, quan sát thấy sự trộn lẫn của các đường thẳng bên tới với nhau. Ở tốc độ dòng chảy quá thấp, khiến chất lỏng khó tràn tự do trong các đập hình chữ nhật có chiều dài ngưỡng là 15 cm, nên sử dụng các đập hình tam giác, trong những trường hợp này sẽ cho kết quả tốt hơn.

Công thức lưu lượng được sử dụng cho các tính toán thực tế thu được từ phương trình (10.27) có tính đến hệ số C, bao gồm các hằng số (2/3 và √ 2g):

Trong hệ đơn vị SI, phương trình (10.28) có dạng
trong đó Q là tốc độ dòng chảy, m 3 / s; L w - chiều dài ngưỡng, m; h - đầu, m.

Công thức (10.29) là công thức dòng chảy cơ bản cho đập hình chữ nhật, thu được mà không tính đến lực nén ngang của phần phản lực (nghĩa là, với điều kiện chiều dài của ngưỡng bằng chiều rộng của kênh). Trong thực tế kỹ thuật, để hiệu chỉnh hệ số này, người ta giả định rằng chiều dài hiệu dụng của ngưỡng đập nhỏ hơn chiều dài thực 0,1 giờ trên mỗi cạnh. Do đó, đối với đập tràn chịu nén hai bên, chiều dài hiệu dụng của ngưỡng L w nhỏ hơn chiều dài thực 0,2h. Điều kiện cuối cùng được nhập vào công thức luồng (10.29), bây giờ ở dạng cuối cùng của nó sẽ giống như sau:

Trong bảng. 10.1 cho thấy các giá trị của lưu lượng phụ thuộc vào phần đầu đối với các đập có mặt cắt ngang hình chữ nhật với các chiều dài ngưỡng hiệu dụng khác nhau.

Đập hình thang. Hình dạng mặt cắt ngang hình thang do Cipoletti đề xuất với độ dốc bên là 1: 4 cung cấp cho các đập có độ nén bên hai bên một mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa chiều dài của ngưỡng và dòng chảy (Hình 10.50). Tỷ lệ khung hình được chọn theo cách mà sự mở rộng một chút của đập cắt khi chiều cao lấp đầy của nó tăng lên sẽ bù đắp cho những tổn thất dòng chảy do lực nén ngang của máy bay phản lực. Do đó, việc hiệu chỉnh đối với nén phản lực bên có thể được loại trừ khỏi công thức dòng chảy. Đây là ưu điểm chính của Chipolet-ti hình thang, khiến nó được sử dụng rộng rãi. Tốc độ dòng chảy của đập Cipoletti được tính theo công thức sau:
Trong bảng. 10.2 cho thấy tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào áp suất và độ dài của ngưỡng đối với đập Cipoletti.

Mặt cắt ngang của tam giác có một góc vuông ở đỉnh. Khi mực nước trong kênh thấp, nên sử dụng các đập có mặt cắt tam giác, vì trong trường hợp này các đập có mặt cắt ngang hình chữ nhật hoặc hình thang không mang lại độ chính xác đo cần thiết. Ngoài ra, các đập có tiết diện tam giác (Hình 10.51) thuận tiện cho việc đo các dòng chảy với tốc độ dòng chảy thay đổi, vì độ dài của ngưỡng của chúng thực tế gần bằng 0 và ở tốc độ dòng chảy thấp, các điều kiện được tạo ra để duy trì dòng chảy tự do của chất lỏng qua đập. Diện tích mặt cắt ngang của đập tràn là một giá trị thay đổi và là hàm của tích của áp lực và chiều rộng của mặt nước tự do trên đập tràn. Trường hợp này có thể sử dụng đập tam giác để đo các dòng chảy có tốc độ dòng chảy thay đổi trong một phạm vi rộng.

Công thức dòng chảy cho đập hình tam giác có góc vuông ở đỉnh

Tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào áp suất đối với các đập của cấu hình này được đưa ra trong Bảng. 10.3.

Cài đặt Weir. Một đập dâng có thể được lắp đặt làm vật chắn dòng chảy trong kênh hiện có hoặc được đặt trong hộp đập đặc biệt là một đoạn ngắn của kênh (Hình 10.52). Kích thước của đập tràn cho các loại và thiết kế của đập tràn được thiết kế để đo tốc độ dòng chảy ở các kích cỡ khác nhau được đưa ra trong Bảng. 10.4. Nếu kích thước của hộp đập được duy trì chính xác, thì chúng mang lại độ chính xác đo lường cao, miễn là chúng được duy trì đúng cách.

Bảo dưỡng đập. Độ chính xác của các phép đo do đập cung cấp trong điều kiện phòng thí nghiệm được đặc trưng bởi sai số nhỏ hơn 1%. Trong thực tế, tùy thuộc vào việc lắp đặt đúng cách và bảo dưỡng có thẩm quyền của các đập, sai số đo không vượt quá 5%. Trong quá trình vận hành, các chất cặn tích tụ trên thành đập từ phía đầu vào của dòng, ảnh hưởng đến tính chất của dòng chảy ra của dòng; những khoản tiền gửi này phải được loại bỏ định kỳ. Tất cả các công thức về dòng chảy trên đập đều được suy ra với giả thiết rằng phần đầu trên đập bằng một phần ba độ sâu dòng chảy tại vị trí tiếp cận đập. Việc rửa quá nhiều lòng kênh phía sau đập dẫn đến vi phạm việc lắp đặt đúng đập. Để ngăn chặn điều này, nên sử dụng các vật liệu không chịu tác động phá hủy của nước.

Ưu nhược điểm của weirs. Những ưu điểm chính của đập bao gồm: độ chính xác đo lường cao; tính đơn giản của thiết kế và bảo trì tối thiểu; các tạp chất cơ học có kích thước nhỏ có thể tự do đi qua đập mà không ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy; tuổi thọ lâu dài.

Weirs có những nhược điểm chính sau: tổn thất áp suất đáng kể trong hệ thống; khả năng bị tắc nghẽn với các tạp chất lớn, ảnh hưởng đến đặc tính tiêu thụ và yêu cầu làm sạch, thường được thực hiện thủ công; giảm độ chính xác của phép đo khi thay đổi hình dạng của lòng kênh thành đập tràn hoặc có sự tích tụ đáng kể của phù sa.

Đo độ sâu dòng chảy. Để xác định tốc độ dòng chảy bằng cách sử dụng đập và dòng chảy, cần phải xác định độ sâu của dòng chảy. Nó được đo ở khoảng cách ít nhất 4 giờ từ bức tường phía trước của đập, tức là trước khi bắt đầu hạ thấp bề mặt. Thông thường, một máy đo độ sâu móc câu được sử dụng để đo độ sâu, vì thiết bị này có độ chính xác cao. Móc của một máy đo độ sâu (tốt nhất là có hình nón cùn) nối với một cân chuyển động được nhấc lên khỏi mặt nước cho đến khi đầu của nó xuất hiện trên mặt nước. Một thang đo chuyển động di chuyển dọc theo một chỉ báo độ sâu cố định cho biết độ sâu tại điểm đo. Ở những độ sâu lớn hơn, bạn nên sử dụng một sửa đổi của thiết bị này, khác ở chỗ bộ chỉ báo độ sâu, đến lượt nó, được trang bị một vernier, cho phép bạn tăng độ chính xác của các phép đo.

Có một số loại máy đo độ sâu khác, cả hai đều có kết quả đọc trực tiếp và hoạt động kết hợp với các thiết bị ghi âm. Bộ đo lường bao gồm một cảm biến mức - một phao thông thường hoặc một thiết bị nhạy cảm với sự thay đổi áp suất, thang chỉ thị hoặc máy ghi và cơ cấu đồng hồ (đối với thiết bị loại ghi). Cảm biến mức đã được mô tả chi tiết ở trên.

Vì chất lỏng chuyển động liên tục trong các kênh có đập hoặc dòng chảy, nên thường nên sử dụng các buồng đặc biệt, trong đó chất lỏng sẽ ở trạng thái nghỉ khi đo độ sâu. Buồng làm dịu là một đoạn ống hoặc một hộp được nối bằng một khe hở với dòng chuyển động. Bên trong khoang làm dịu, nước dâng lên một mức tương ứng với độ sâu của dòng suối. Diện tích bề mặt nhỏ chứa trong buồng làm dịu là bất động, cho phép đo độ sâu với độ chính xác cao. Phương pháp đo này cho kết quả tốt nếu diện tích bề mặt bên trong buồng tĩnh lặng xấp xỉ 100 lần diện tích của khe hở nối buồng này với dòng chuyển động (Israelsen và Hansen, 1962).

Hoạt động đập phá. Chiều rộng của kênh và chiều sâu của kênh phía trước đập hoặc trong hộp đập phải đủ để vận tốc dòng chảy tại vị trí tiếp cận đập không vượt quá 15 cm / s. Hộp đập tràn được lắp đặt sao cho đường tâm của nó song song với hướng dòng chảy. Đập tràn được lắp đặt nghiêm ngặt theo phương thẳng đứng, có cạnh sắc về phía dòng chảy tràn. Khoảng cách giữa mép dưới của đường cắt đập và đáy kênh phải trong vòng 2-3 giờ, và đối với các đập chịu nén hai bên, khoảng cách từ mép bên của đường cắt đến thành bên của kênh ít nhất phải bằng 2A. Để có kết quả tốt, độ sâu mực nước trên đỉnh đập ít nhất phải là 5 cm, đối với các mặt cắt hình thang và hình chữ nhật, giá trị của h không được vượt quá một phần ba chiều dài ngưỡng. Tùy thuộc vào loại phản lực rơi, các phương pháp khác nhau được sử dụng để xác định tốc độ dòng chảy. Tia nước phía sau đập dâng sẽ xuất hiện dưới dạng tia nước tự do trong mọi điều kiện dòng chảy, trừ khi đập nước được thiết kế đặc biệt để tạo ra tia nước ngập. Thang đo độ sâu phải được điều chỉnh sao cho mốc 0 của nó trùng với mức ngưỡng. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng trình độ hoặc cấp độ của thợ mộc. Trong quá trình vận hành đập, phải theo dõi tình trạng của lòng kênh sau đập và giữ nguyên hình dạng ban đầu.

Các khay nước. Xả vỏ. Phương pháp đo tốc độ dòng chảy bằng ống hút Parshell dựa trên việc đo lượng nước chảy qua đoạn kênh bị thu hẹp, trong khi đầu tĩnh được chuyển hóa một phần thành động. Ống xả Parshell làm giảm tiết diện của dòng chảy theo hướng ngang, đồng thời có một mặt cắt có độ dốc ở đáy ống khói (Hình 10.53). Đầu tĩnh được đo trong buồng tĩnh A và B. Trong điều kiện chảy tự do (nghĩa là khi đầu tĩnh trong buồng B bằng 60% hoặc nhỏ hơn đầu tĩnh trong buồng A), có thể thu được kết quả tốt bằng cách đo đầu tĩnh trong chỉ buồng A. Trong bảng. Hình 10.5 cho thấy tốc độ dòng chảy của các đầu tĩnh khác nhau trong buồng A, giả sử chất lỏng chảy tự do trong ống xả Parshell. Nếu áp suất trong khoang dưới B từ 70% trở lên, điều này sẽ làm sai lệch phép đo trong khoang trên. Đồng thời, có thể đạt được độ chính xác đủ cao ngay cả với giá trị ngập lụt lên đến 90% nếu đo đầu tĩnh ở cả hai khoang L và B và thực hiện hiệu chỉnh đến giá trị thu được trong khoang A. Việc hiệu chỉnh. giá trị được công bố trong các bảng đặc biệt (Israelsen và Hausen, 1962).

Nước thải của đồng hồ nước có thể giải quyết nhiều vấn đề phát sinh khi sử dụng các cống. Sự gia tăng vận tốc chất lỏng trong miệng khay giúp loại bỏ phần lớn sự hình thành cặn. Nước thải dễ dàng vượt qua các tạp chất khác nhau có trong dòng chảy. Trong trường hợp sử dụng vòi đo nước, bản chất của dòng chảy ở thượng lưu có ảnh hưởng tương đối yếu đến kết quả đo lưu lượng hoặc cột nước. Ống xả có lợi thế hơn so với xả ở chỗ chúng ít gây ra tổn thất đầu hơn trong hệ thống. Đồng thời, việc sử dụng các vòi đo nước cần có các biện pháp đặc biệt để bảo vệ các kênh đất khỏi bị phá hủy. Ngoài ra, so với ống xả, ống xả khó chế tạo hơn và đắt hơn.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo khói, bao gồm lựa chọn và lắp đặt thích hợp, mức độ bảo trì và độ chính xác của phép đo đầu tĩnh. Việc lựa chọn một vòi phun nước liên quan đến việc xác định kích thước của nó tùy thuộc vào các điều kiện sử dụng cụ thể. Khi giải quyết vấn đề này, tốc độ dòng chảy tối đa và tối thiểu và tổn thất đầu tĩnh tối đa cho phép được đưa ra, là hàm của độ dốc thủy lực của kênh và chiều cao mạn khô (tức là khoảng cách từ mực nước đến mép trên của tường kênh). Chuyển động của dòng phải đáp ứng yêu cầu của dòng chất lỏng tự do.

Ví dụ 10.1. Lựa chọn Parshell flume. Chọn một ống thổi cho tốc độ dòng chảy trong khoảng từ 0,2 đến 1,5 m 3 / s, với điều kiện tổn thất đầu lớn nhất là 18 cm và dạng dòng chảy đáp ứng yêu cầu đối với dòng chất lỏng tự do. Độ sâu tối đa cho phép trong kênh là 60 cm.

Dung dịch. Vì độ sâu dòng chảy cho phép tối đa phía trước ống xả là 60 cm, đầu tĩnh h a đo được trong phần này của dòng chảy không được vượt quá 60 cm. 10.5 có thể thấy rằng với đầu ống nhỏ hơn hoặc bằng 60 cm và tốc độ dòng chảy là 1,5 m / s thì cần phải có một ống khói có chiều rộng miệng ít nhất là 180 cm.

Nên duy trì chế độ chảy tự do của chất lỏng. Muốn vậy, mức độ ngập của buồng dưới không vượt quá 60% mức ngập của buồng trên; nói cách khác, tổn thất phần đầu phải ít nhất bằng 40% phần đầu tĩnh ha đo được ở thượng nguồn. Do độ dốc thủy lực của kênh và các yêu cầu đối với mặt nước, tổn thất đầu lớn nhất không được vượt quá 18 cm.).

Dưới đây là các giá trị của chiều rộng miệng ống xả nước tùy thuộc vào giá trị của đầu tĩnh ở phía thượng lưu đối với tốc độ dòng chảy lớn nhất (1,5 m 3 / s).

Mất đầu trong điều kiện dòng chảy tự do

Do đó, đối với lỗ đầu từ 18 cm trở xuống và tốc độ dòng chảy nhất định, chiều rộng miệng ống xả sẽ là 240 cm.

Độ sâu của nước đo được trong khoang trên của ống đồng hồ nước đã chọn không được vượt quá 60 cm, do đó, chiều cao ngưỡng sẽ là 60 cm - tổn thất đầu ở lưu lượng tối đa = chiều cao ngưỡng;

60-16,8 \ u003d 43,2 cm tính từ vạch dưới cùng của đáy khay.

Nó là mong muốn có một mạn khô ở thượng nguồn của con kênh. Đôi khi chiều cao của ngưỡng được giảm xuống vì điều này, nhưng ngưỡng không được hạ xuống quá nhiều, vì điều này có thể dẫn đến vi phạm dòng chảy tự do của chất lỏng.

Ngành công nghiệp sản xuất khay đo nước của Parshell với kích thước tiêu chuẩn. Chúng thường được làm bằng sợi thủy tinh hoặc các vật liệu tương tự khác. Tuy nhiên, đôi khi cần phải thực hiện Parshell flume tại chỗ. Trong bảng. 10,6 và trong hình. 10,54 và 10,55 hiển thị tất cả các kích thước tiêu chuẩn của ống hút Parshell. Chúng có thể được làm bằng bê tông, gạch, gỗ, kim loại hoặc các vật liệu khác. Đặc biệt chú ý trong việc xây dựng các khay phải được chú ý đến việc tuân thủ các kích thước chính.

Sai số trong quá trình vận hành ống đo nước của Parshell không vượt quá 5%. Có thể, nó có thể được hạ xuống bằng cách hiệu chuẩn cẩn thận hơn hoặc bằng cách tăng độ chính xác của các phép đo đầu. Tuy nhiên, ngay cả 5% cũng là một biên độ sai số có thể chấp nhận được đối với các phép đo được thực hiện ở các cơ sở nuôi trồng thủy sản.

Khói hình thang. Sơ đồ của loại ống khói này được thể hiện trong hình. 10,56. Khay là một phần thu hẹp nhân tạo của kênh có tiết diện hình thang và đáy phẳng. Kết quả của việc thu hẹp tiết diện của dòng chảy, vận tốc của nó trong đoạn này tăng lên. Tổn thất đầu trong ống khói tỷ lệ thuận với vận tốc của chất chảy, do đó, tổn hao đầu có thể dùng để đo lưu lượng.

Các chỉ định cho loại ống khói này không phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt nước trên đường đến nó. Điều này giúp bạn có thể đo tốc độ dòng chảy dao động trên một phạm vi rộng với tổn thất đầu tương đối nhỏ. Không giống như đồng hồ nước hình chữ nhật, đồng hồ nước hình thang không yêu cầu độ chính xác chế tạo cao. Đồng thời, độ chính xác đo của đèn hình thang có phần thấp hơn, điều này được giải thích là do giảm áp suất tương đối nhỏ. Ưu điểm chính của loại ống khói này là hình dạng mặt cắt của nó trùng với hình dạng mặt cắt chính của hầu hết các kênh hở.

Tốc độ dòng chảy của ống khói hình thang được xác định theo công thức (Robinson và Chamberlain, 1960)

trong đó Q - mức tiêu thụ; C - hệ số chảy, có tính đến dạng hình học của kết cấu khay; A là diện tích mặt cắt ngang của khay tính từ mặt bên của đầu vào dòng chảy; g là gia tốc do trọng trường; h 1 - áp suất phía trước vòi nước; h 2 - áp suất trong miệng khay.

Hệ số C phụ thuộc vào loại chất lỏng chảy, hình dạng hình học của ống khói, tốc độ và độ sâu của dòng chảy. Về vấn đề này, công thức (10.33) có ứng dụng thực tế hạn chế. Đèn hình thang phải được hiệu chuẩn riêng cho các điều kiện ứng dụng cụ thể.

Thư mục

ASME - Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (1959). Dụng cụ và thiết bị. Phần 5, Đo lường Chất lượng Vật liệu. Chương 4, Đo lưu lượng. Bổ sung cho mã kiểm tra nguồn ASME.
Beckwith, T. G. và N. Lewis Buck (1961). các phép đo cơ học. Addb son-Wesley, Đọc sách, Thánh lễ.
Christianen, J. E. (1935). Đo nước tưới. Bản tin 588 của Trạm thử nghiệm văn hóa California Agr L.
Eckman. Donald P. (1950). Dụng cụ công nghiệp. Wiley, New York.
Sổ tay hướng dẫn thực hành bảo tồn hiện trường kỹ thuật (1969). CHÚNG TA. Bộ Nông nghiệp, Dịch vụ Bảo tồn Đất, Washington, D.C.
Đồng hồ đo chất lỏng, lý thuyết và ứng dụng của chúng, lần xuất bản 5 "(1959).
Người tự do. Richard K., Glenn O. Schwab, Talcott W. Edminster và Kenneth K. Barnes (1962). Kỹ thuật bảo tồn đất và nước, in lần thứ 3. Wiley, New York.
Fribance, Austin E. (1962). Các nguyên tắc cơ bản về thiết bị đo lường công nghiệp. McGraw Hill, New York.
Israelsen. Orson W. và Vaughn E. Hansen (1962). Các Nguyên tắc và Thực hành Tưới tiêu. Wiley, New York.
King, Horace W., Chester O. Wisler, và James G. Woodburn (1948). Môn thủy lực. Wiley, New York.
Norton, Harry N. (1969). Sổ tay Bộ chuyển đổi cho Hệ thống Đo lường Điện tử. Sảnh Prentice, Vách đá Englewood, N. J.
Parshall, R. L. (1950). Đo nước trong các kênh tưới tiêu với ống xả Parshall và ống nhỏ. CHÚNG TA. Sở Nông nghiệp, Thông tư số 843, Washington, D.C.
Robinson, A. R. (1959). Đo lượng khí thải hình thang để xác định lượng xả thải trong các dòng chảy phù du dốc. Tổ chức Nghiên cứu Đại học Bang Colorado, Bộ phận Kỹ thuật Xây dựng. Pháo đài Collins.
Robinson, A. R. (1968). Các loại khói hình thang để đo dòng chảy trong các kênh tưới tiêu. Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp Xuất bản ARS 41-140, Washington, D.C.
Robinson, A. R. và A. R. Chamberlain (1960). Đèn hình thang để đo lưu lượng kênh mở. Giao dịch của Hiệp hội Kỹ sư Nông nghiệp Hoa Kỳ 3 (2): 120-124.
Schoenborn, E. M. và A. P. Colburn (1939). Cơ chế dòng chảy và hiệu suất của Rotameter. Các giao dịch của Viện Kỹ sư Hóa học Hoa Kỳ 35 (3): 359.
Người đi đường, Victor L. (1962). cơ học chất lỏng. McGraw Hill, New York.
CHÚNG TA. Bản tin 813 của Bộ Nông nghiệp Nông dân.

THƯỚC ĐO NƯỚC

một thiết bị để đo lượng nước được cung cấp hoặc tiêu thụ. Ống nước được sử dụng để: 1) đo thể tích, đo lượng nước chảy bằng cách lấp đầy luân phiên một thể tích nhất định và ghi lại số lần lấp đầy (đồng hồ nước Fraget); những V. này đưa ra tài khoản chính xác nhất, nhưng chúng rất cồng kềnh; 2) tốc độ cao, được xây dựng trên nguyên tắc lượng nước chảy trong ống tỷ lệ với tốc độ chuyển động của nó; 3) Đồng hồ đo nước và màng chắn Venturi, hoạt động dựa trên thực tế là lượng nước chảy tỷ lệ với sự chênh lệch áp suất trong các phần rộng và hẹp của thiết bị. Trong đường sắt. cấp nước, phổ biến nhất là đồng hồ nước Voltmann tốc độ cao được lắp đặt trong các trạm bơm, và đồng hồ "cánh gạt" - trên mạng lưới phân phối, gần các điểm phân tích nước. W. Voltmann bao gồm một chong chóng bằng xenlulo 1, đặt trong cơ thể 2, cơ chế lây truyền 3 và truy cập 4. V. được lắp vào các đoạn thẳng của nguồn cấp nước. Khi nước di chuyển qua đường ống, con quay sẽ quay và mỗi vòng quay tương ứng với một lượng nước chảy nhất định. Chuyển động quay của bàn xoay được truyền đến cơ cấu đếm, hiển thị lượng nước đã đi qua đồng hồ đo nước. V. "có cánh" khác với V. Voltman ở chỗ thay vì bàn xoay, nó có một bánh xe chèo và chuyển động của nước hướng vuông góc với trục của bánh xe.

- một thiết bị để đo lượng nước được cung cấp hoặc tiêu thụ. Đối với ống nước, V. được sử dụng: 1) thể tích, đo lượng nước chảy bằng cách lấp đầy luân phiên một thể tích nhất định và ...
Từ điển kỹ thuật đường sắt
- đường đạn để xác định lượng nước tiêu thụ tại bất kỳ điểm nào trong mạng lưới cấp nước. Hệ thống đồng hồ đo nước, rất nhiều, được chia thành hai loại tùy thuộc vào phương pháp đưa nước vào ...
Từ điển bách khoa của Brockhaus và Euphron
- làm ơn hồ chứa / ry ‚R….
Từ điển chính tả tiếng Nga
- hồ chứa / r, ...
- cống-hồ / r, ...
đã hợp nhất. Riêng biệt. Qua dấu gạch ngang. Từ điển-tham khảo
- MÁY ĐO NƯỚC, -a, chồng. 1. Một thiết bị hiển thị mực nước trong một số. thiết bị. 2 ...
Từ điển giải thích của Ozhegov
- MÁY ĐO NƯỚC, đồng hồ nước, chồng. ...
Từ điển giải thích của Ushakov
Từ điển giải thích về Efremova
- đồng hồ nước I m. Một thiết bị để đo mức hoặc lưu lượng của nước. II m. Một loài côn trùng nhỏ thuộc bộ bọ có thân mỏng và chân dài, có khả năng di chuyển nhanh trong nước; vận động viên sải nước ...
Từ điển giải thích về Efremova
- ...
Từ điển chính tả
- ...