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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。标准化废水排放口巴歇尔堰槽安装使用说明书本文参照了中华人民共和国城镇建设行业标准城市排水流量堰槽测量标准巴歇尔堰槽CJ/T3008.31993中的有关条目。一、 概述非满管状态流动的水路称作明渠(Open Channel), 测量明渠中水流流量的仪表称作明渠流量计。明渠流通剖面除圆形外, 还有U形、 梯形、 矩形等多种形状。水路按其形态分类, 各形态如下图所示。ISO一般称之为满水管为封闭管道, 流动是在水泵压力或高位槽位能作用下的强迫流动。明渠流则是靠水路本身坡度形成的自由表面流动。 满水管路 自由表面的明渠 自由表面的暗渠 满水管路
2、水路 部分满水管路 敞口明渠(习惯简称明渠) 明渠(或非满管)渠道 暗明渠(习惯简称暗渠) 明渠流量计应用场所有城市供水引水渠、 火电厂冷却水引水和排水渠、 污水治理流入和排放渠、 工矿企业废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。本文重点讨论巴歇尔堰槽的安装和流量测量的方法和仪表, 不包括较大型的水利工程和农业灌溉用的流量测量方法。二、 量水堰槽的测流量原理图1 量水堰槽把流量转化成液位明渠内的流量越大, 液位越高; 流量越小, 液位越低( 参见图1) 。对于一般的渠道, 液位与流量没有确定的对应关系。因为同样的水深, 流量的大小, 还与渠道的横截面积、 坡度、 粗糙度有关。在渠道内安装量水堰槽
3、( 参见图2) , 由于堰的缺口或槽的缩口比渠道的横截面积小, 因此, 渠道上游水位与流量的对应关系主要取决于堰槽的几何尺寸。同样的量水堰槽放在不同的渠道上, 相同的液位对应相同的流量。量水堰槽把流量转成了液位。经过测量流经量水堰槽内水流的液位, 能够根据相应量水堰槽的水位-流量关系, 求出流量。常见的量水堰槽种类如图2。图2 常见的量水堰种类量水堰槽的水位流量关系能够从国家计量检定规程明渠堰槽流量计JJG7111990中查到。本文摘抄了一些常见的类型附后。每种类型的量水堰槽, 都有自己的固定水位流量对应关系。确定水位流量关系时, 三角堰要求要有渠道宽B、 开口角度、 上游堰坎高p的参数; 矩
4、形堰要有渠道宽B、 开口宽b、 上游堰坎高p的参数; 而巴歇尔槽只要求有喉道宽度的参数b。三、 巴歇尔堰槽的构造选择量水堰槽的种类, 要考虑渠道内流量的大小, 渠道内水的流态, 是否能形成自由流。流量小于40升/秒时, 一般应使用直角三角堰。大于40升/秒, 一般应使用巴歇尔槽。流量大于40升/秒, 渠道内水位落差又较大, 能够使用矩形堰。安装堰板后, 要在堰板堰口的下游能形成”小瀑布”。量水堰槽能够用玻璃钢制作, 也能够采用其它材料, 加工尺寸要准确。三角堰和矩形堰的堰口是关键尺寸, 要更准确。朝向进水一侧表面要平滑。巴歇尔槽内尺寸要准, 内表面要平滑。喉道部分是关键尺寸, 要更准确。总之,
5、 巴歇尔堰槽的各部位尺寸, 要严格按照规范中的要求, 不能四舍五入, 也不能化零为整。3.1 巴歇尔堰槽 (Parshall flume, 简称P槽) 结构及尺寸巴歇尔槽的构造如图3。喉道宽从25mm至15m, 已有定性尺寸。流量和喉道上游液位间的关系式中, 系数和指数均因规格而异。P槽能够用钢板或玻璃钢制成, 对精度要求不高的也能够用木板制作。也能够在现场用混凝土现浇。国内已有用聚氯乙烯塑料或玻璃钢制成的定型商品。对表面粗糙度和尺寸公差ISO9826、 CJ/T 3008.31993和JJG 7111990均提出了要求。原理上喉道存在流量上限, 喉道液位与收缩段液位的比值(称作淹没比)应小于
6、规定值, 否则便成为淹没流, 且喉道应规定最高水位。若P槽下游侧水位显著上升( 例如涨潮, 汇合支流流量剧增) 会产生测量误差, 有时甚至无法测量, 此时可在测量扩散段水位后, 参照JJG 711 7.1.47.1.6所列图表计算流量。P槽流量计的特点是: 1) 水中固态物质几乎不沉积, 随水流排出; 2) 水位抬高比堰小, 仅为1/4, 适用于不允许有大落差的渠道。图4、 巴歇尔槽安装在渠道上巴歇尔槽的标识尺寸是喉道宽”b”。首先根据应用需要的最大流量, 从”附录二、 巴歇尔槽水位流量公式”中查出合适的巴歇尔槽的喉道宽”b”。再从”附录一、 巴歇尔槽构造尺寸”中查出对应喉道宽等于”b”的巴歇
7、尔槽的其它尺寸。如”、 ”、 ”、 ”等等。按尺寸加工成形, 安装在渠道上, 如图4所示。量水槽的各部尺寸, , , 值随喉口宽度而变, 其关系为: 其它常数项经实验确定为, 一般情况下, 0.6m, 0.92m, 0.08m, 0.23m, 0.05m, 0.075m。根据渠道深度而定, 高出上游水位0.10.2m, 一般可采用1m。量水槽上、 下游护底长为槽底高的函数, 其中, 上游护底长4、 下游护底长( 68) 。各部分的制作精度要求见CJ/T3008.31993。3.2 流量计算公式 巴歇尔量水槽了流量计算分自由流和淹没流两种情况。 a) 淹没度0.7时为自由流, 自由流流量公式:
8、式中: 上游水尺读数(m) 下游水尺读数(m); b喉道宽度(m); 当喉道宽度b=0.51.5m时, 可用简化公式, 按代入上式得b) 淹没度0.70.95时为淹没流, 淹没流()流量公式: 对于淹没度小于0.85的标准槽, 基自由流和淹没流也可用统一的下列公式计算: 式中,为淹没度。当0.677 时, 均以=0.677 代入计算; 当0. 677 时, 以实际值代入计算; 当0.95 时, 巴歇尔槽已经失去测流作用, 此时就要采用其它方法进行测流。3.3 流量计算巴歇尔槽水位流量关系一般是形如: 的公式。根据喉道宽”b”, 从”附录二、 巴歇尔槽水位流量公式”中找出对应的公式, 代入水位值
9、, 求出对应的流量。表1、 2、 3分别是喉道宽为0.025m, 0.051m, 2.1m巴歇尔槽的水位流量对应关系。表1 喉道0.025米巴歇尔槽水位流量对应表 水位单位: 米 流量单位: 升/秒水位0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.090流量0.00000.04800.14050.26340.41140.58140.77120.97941.20461.4458水位0.1000.1100.1200.1300.1400.1500.1600.1700.1800.190流量1.70231.97332.25822.55652.86773.1
10、9143.52713.87474.23364.6037水位0.2000.2100.2200.2300.2400.2500.2600.2700.2800.290流量4.98465.37625.37625.37625.37625.3762-表2 喉道0.051米巴歇尔槽水位流量对应表 水位单位: 米 流量单位: 升/秒水位0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.090流量0.00000.09590.28070.52630.82211.16171.54111.95712.40712.8892水位0.1000.1100.1200.1300.1400
11、.1500.1600.1700.1800.190流量3.40183.94344.51275.10885.73076.37757.04847.74298.46029.1997水位0.2000.2100.2200.2300.2400.2500.2600.2700.2800.290流量9.961010.74411.54712.37013.21413.214-表3 喉道2.1米巴歇尔槽水位流量对应表 水位单位: 米 流量单位: 升/秒水位0.0000.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.1600.180流量0.000010.02730.37658.09092.0191
12、31.47175.97225.16278.76336.53水位0.2000.2200.2400.2600.2800.3000.3200.3400.3600.380流量398.27463.84533.08605.87682.09761.65844.45930.401019.41111.5水位0.4000.4200.4400.4600.4800.5000.5200.5400.5600.580流量1206.51304.41405.11508.61614.91723.81835.41949.62066.32185.5水位0.6000.6200.6400.6600.6800.7000.7200.7400
13、.7600.780流量2307.32431.52558.12687.12818.52952.23088.23226.53367.13509.9四、 选型考虑要点4.1 概述针对城市供水引水渠、 工业引水和排水渠、 污水治理渠道等流量测量特点, 应考虑以下因素选择合适的测量方法。1) 水路大小和形状, 流速范围, 最大流量和最小流量; 2) 测量精确度要求; 3) 流量计设置场所和环境条件; 4) 液体状况, 洁净程度, 含有固相浓度, 腐蚀性; 5) 现场允许落差( 或升高水位) 和渠道坡度; 6) 与液体接触的仪表零部件材料; 7) 选用超声流速计和电磁流速计时要分别对液体浊度或电导率作调查, 其要求可参照超声流量计和
