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文丘里流量計的簡介及其注意事項

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國內常用的Parshall(巴歇爾槽,或者巴氏計量槽),也是文丘里流量計的一種。 


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排水管網和和水體的流量和液位測量是行業的痛點、技術難點和關注熱點。和同行的線下溝通中,我們發現普遍對流量測量存在某些誤區。為了系統的介紹排水管網和水體的流量和液位測量,每周NIVUS的微信公眾號將分別介紹一篇主旨文章、一篇相關產品簡介、一篇典型案例、一篇拓展應用和一篇有問有答或者觀點討論


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一、文丘里流量計的定義

根據維基百科(Wikipedia):


一些不同類型的計量槽用于測量明渠中的流量。當用于測量明渠中的流量時,計量槽被定義為一種特殊形狀的固定水力結構;在重力流條件下,該結構迫使流速加速,使得通過計量槽的流速可以通過適用于計量槽內水頭(液位)測量的Q/h關系來表征。通過側壁的會聚、地板標高的變化或兩者的結合來實現加速。國內常用的Parshall(巴歇爾槽,或者巴氏計量槽),也是文丘里流量計的一種。


在如此復雜特殊的應用場景下,排水公司通常期望排水管網流量計能夠達到如下要求:

比較長的維護間隔期;

比較長的設備壽命;

較高的測量精度。


二、測量原理


文丘里流量計是在具有特殊形狀的流動通道中的體積測量,其特征是側向限定的收縮。這種收縮導致流動介質向上游堆積。同時,收縮內的流動條件將從平流變為射流(shooting,即所謂的“水力跳躍”,從頂部很容易識別)。


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在重力流條件下,可以根據Q/h(液位與流量)的關系,測量液位計算流量。該定義的水力條件允許忽略粗糙度以及渠道的坡度。



三、文丘里流量計的種類


文丘里流量計已有很長的歷史,已經衍生出不同的文丘里流量計,不同種的文丘里結構的幾何形狀變化很大。其中,主要的文丘里流量計包括:


Khafagi(哈法吉)

Parshall(巴歇爾槽,簡稱巴氏計量槽)

Venturi DIN 19559/II(文丘里管DIN 19559/II

British standard(英國標準)

Palmer-Bowlus(帕默·鮑爾斯)

Cutthroat, HS / H / HL-type

Montana(蒙大拿)

RBC

Trapezoidal(梯形)


液位測量的位置取決于文丘里管的類型!


四、文丘里管中的Q/h測量的注意要點


文丘里管入口的流動條件必須始終保持流動!

如果入口流應為噴射流,則所需的向流動狀態的過渡應至少為收縮上游通道寬度的20倍;

入口段的長度必須至少為通道寬度的10倍;

整個入口段需要恒定的坡度;

入口區域需要恒定的橫截面;

入口部分無干擾性障礙物、進氣管或排氣管(例如,入口區域或收縮區域內沒有取樣器或加藥裝置);

施工區域內無沉淀;

足夠的最小水量(通常>5l/s);

低測量動態(1:10);

文丘里管內無植被。



五、應用場景


具有低測量動態和適當空間的應用中的入口和排放測量

非專業人員培訓不足或技術設備不足的現場流量測量

精度要求低的測量


六、文丘里流量計的優勢和劣勢


優勢

測量相對準確

易于控制,易于清潔

適用于多種介質

已知和公認的方法


缺點

逆流時無測量

低測量動態

所需空間,費用高

不適合地下管網

文丘里管入口的流量條件必須始終保持平流

有沉積物時,會產生明顯測量誤差


七、常用文丘里流量計的安裝要求


5.1 Khafagi(哈法吉)

液位計安裝位置:文丘里管前1xb0(渠道寬度)。資料來源,E+H。


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5.2 Parshall(巴歇爾槽,簡稱巴氏計量槽)


液位計安裝位置:最小 2/3 x A,位于文丘里管里。資料來源,E+H。


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5.3 文丘里管DIN 19559/II


液位計安裝位置(資料來自NIVUS):

根據DIN 19559/II,在文丘里管前面的NIVUS文丘里管處定位液位測量;

注意在傳感器和文丘里管底部之間使用正確的液位!零點在文丘里管內!

L=文丘里管前面的23 x B(通道寬度)。

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