摘要:明渠(qu)流量計
在實際測(cè)量中,經常會出現(xian)因設計、儀表選型(xíng)、量水堰槽加工、儀(yi)❌表安裝及調試不(bu)當等諸多原因造(zào)成的測量誤🐅差,從(cóng)而對下遊的污水(shui)處理造成影響。介(jie)紹了明渠流量計(ji)的測⭐量原理及量(liàng)水堰槽的結構要(yào)求,并結合實際應(yīng)用提出了選型及(ji)安裝調試等🈲的注(zhu)意事項,以減小測(cè)量誤差。
近年來,随(sui)着民衆環保意識(shí)的增強，國家環保(bao)部門對工業污🏃水(shuǐ)排放的要求越來(lái)越嚴格,明渠流量(liàng)計以其非接觸測(cè)💘量及可用🌈于敞開(kai)渠道的優勢,在污(wū)水處理裝置中得(dé)到了廣泛應用。結(jie)合工程案例對🐇明(míng)渠流量的工作原(yuán)理及應用♻️進行歸(guī)納、分析.總結👣,以供(gong)同行參考。
1測量原(yuán)理及計算公式
1.1測(cè)量原理
明渠流量(liàng)計由量水堰(槽)和(hé)水位流量轉換儀(yí)表(二次儀表☀️)組成(chéng),其中二次儀表除(chú)完成水位流量轉(zhuan)換外,還顯示瞬時(shí)流量和累積流量(liàng)。在流體流經标準(zhǔn)堰或槽時,将形成(cheng)液位與流量的對(dui)應🌂關系,二次儀表(biao)測量液✏️位,再根據(ju)⭕相應公式(儀表内(nèi)部微處理器運算(suan))轉換成流量進行(hang)顯🏃🏻示。常用超聲⚽回(huí)波測距法來測量(liàng)液位，超聲波固定(ding)探頭♈安裝在量水(shui)堰(槽)水位觀測點(diǎn)上方。
1)堰。在流道中(zhōng)設置上部有缺口(kǒu)的闆壁,流體被堰(yàn)擋住,水位有--定升(shēng)高,然後通過缺口(kou)向下遊側流去。這(zhe)💋時闆壁上遊側水(shui)位與流量有對應(yīng)關系,通過測量水(shuǐ)位可以計算❌出流(liú)量值。根據缺口形(xing)狀,分爲三角堰、矩(ju)形堰、等寬堰等。
2)槽(cao)。敞開流道的某部(bù)分節流時,該處的(de)流速增大,同時該(gai)部分的水位下降(jiàng),測量水位的下降(jiàng)量求流量的裝🌈置(zhì)叫做水槽。常🔞用的(de)水槽有巴歇爾水(shuǐ)槽和帕爾默·玻魯(lu)斯水🙇🏻槽。
因篇幅有(yǒu)限，文中僅介紹三(sān)角堰、矩形堰及巴(ba)歇爾槽的測量原(yuan)理及計算公式。
1.2流(liú)量計算公式
1)三角(jiǎo)堰結構如圖1所示(shi)，三角堰流量公式(shì)如下:
式中:qv--體積流(liú)量,m³/s;Ce--流量系數(需查(cha)表);θ--角缺口夾角,20°≤θ≤100°;he--有(you)效水頭,m,he=h+Kh(h-實測🔆水頭(tóu)，m,Kh--水頭修正系數)。
2)矩(jǔ)形堰結構如圖2所(suo)示,矩形堰流量公(gōng)式如下:
式中:be--有效(xiao)堰口寬度,m,be=b+Kb(b-實測堰(yan)口寬度,m,Kb--寬度修正(zheng)系數)
3)巴歇爾槽爲(wèi)矩形橫斷面短喉(hóu)道槽,由喉道上遊(you)均勻👄收縮🐪段、喉道(dào)段和喉道下遊均(jun)勻擴散段組成,如(ru)圖3所示。根據喉道(dao)寬度分爲三種類(lèi)型:小型槽(b=0.076,0.152,0.228m)、标準型(xíng)槽(0.25m≤b≤2.4m)和大型槽(3.05m≤b≤15.24m)。因篇(piān)幅有限,文中僅介(jiè)‼️紹标準型槽⁉️的水(shuǐ)位流量關系。巴歇(xie)爾槽流量公式如(rú)下:
式中:b-喉道寬度(dù),m;ha--實測水頭,m。
2結構技(jì)術要求
每種堰或(huò)槽都有一定的結(jie)構要求，如量水堰(yan)(槽)結構達不📐到要(yao)求,即便明渠流量(liang)計的選型和安裝(zhuang)再仔細，測量🈲結果(guo)也會🏃🏻大打折扣。
2.1三(san)角堰的結構要求(qiú)
1)堰闆上遊面爲平(píng)面,在表面上任意(yi)兩點間的連線與(yǔ)垂🈲直🐆于軸㊙️線的平(ping)面之間的斜率應(yīng)小于1%。
2)三角形缺口(kǒu)堰頂線bc,cd爲直線。
3)三(sān)角形缺口夾角(0)平(píng)分線O'O'與堰闆中垂(chui)線OO應重合。
4)堰闆項(xiang)面ab,df在同一水平面(miàn)内,與三角形缺口(kou)角度平✌️分🧡線O'O''成90°。
5)堰(yan)闆堰口加工要求(qiú)如圖4所示,堰口頂(dǐng)面爲平面,與堰闆(pǎn)上遊面相交處成(cheng)銳緣狀态,若堰口(kǒu)銳緣處被磨圓⛹🏻♀️,其(qí)圓弧半徑不⚽能大(da)于0.25mm。堰口頂面寬度(du)爲1~2mm,允許寬度不得(de)超出0.8~3.0mm。堰口表面應(yīng)無毛刺和刮痕,表(biǎo)面粗糙度爲3.2。
6)堰闆(pǎn)上遊面距堰頂20~50mm範(fàn)圍内要求加工成(cheng)光滑表面,粗糙度(du)爲3.2,在♈此範圍内一(yī)般不得有凸出物(wu),如采用螺栓安裝(zhuāng)♍堰闆時,其螺栓凸(tū)出物不得超出于(yu)堰闆上遊面成1:10坡(pō)度的斜面。
7)當堰闆(pǎn)厚度大于堰口頂(ding)面寬度(1~2mm)時,超出堰(yàn)口頂面♈寬度部分(fen)應加工成斜面,斜(xie)面與頂面夾角不(bu)得小于45°,斜面表面(mian)粗糙度爲3.2。
2.2矩形堰(yan)的結構要求
1}矩形(xing)缺口中垂線應與(yǔ)行近渠槽中心線(xiàn)相重合,側緣(ac,fd)與底(di)緣👣(cd)交角爲90°,如圖5所(suo)示。
2)堰闆要求與2.1節(jie)第1)條相同。
3)矩形缺(quē)口側緣(ac,fd)及底緣(cd)均(jun1)爲銳緣堰口,加工(gong)要求與2.1節第5)~7)條相(xiàng)同。
2.3巴歇爾槽的結(jié)構要求
1)進口收縮(suo)段要求底面嚴格(ge)水平,兩側邊牆與(yu)底面垂直🧑🏾🤝🧑🏼與縱軸(zhou)線成1:5的比值對稱(chēng)收縮。喉道段兩側(cè)邊牆互❤️相平行,寬(kuan)⭐度(b)尺寸正确。爲了(le)預防超出設計标(biao)準的洪水漫溢,進(jin)口收😍縮段邊牆高(gao)度應增加0.35~0.50m超高。
2)上(shàng)下遊翼牆長度取(qǔ)決于河渠的寬度(du)，要求翼牆插人河(he)渠兩🌈岸🌈的長度不(bu)得少于0.4~0.5m。
3)大型巴歇(xie)爾槽可用混凝土(tǔ)材料建造,糙率要(yao)求小于❓0.017。小型🔴巴💋歇(xiē)爾槽可用塑料或(huò)玻璃鋼材料建造(zào)。
3PTA污水處理工藝簡(jiǎn)介
3.1概述
PTA裝置生産(chan)過程中，排出的混(hun)合廢水含有對苯(běn)二甲酸、苯📱二甲酸(suān)、苯甲酸、醋酸甲酯(zhi)、醋酸等污染物,對(duì)水👣體有較大的污(wū)染和危害♈。生産廢(fei)水首先經過換熱(re)、沉澱、水量水質調(diào)節及中和工序後(hou),進人UASB厭氧池;UASB出水(shuǐ)經冷卻塔降溫後(hou),與經過集水井提(ti)升的其他廢水混(hun)合,一起進人兩段(duan)好氧系統,分别爲(wei)射流曝氣池及微(wei)孔曝氣池;再經過(guò)濾池㊙️去除懸浮物(wù)、臭🔅氧接觸池進行(hang)高級氧化曝氣生(shēng)物濾池進-一步去(qu)除COD;最後廢水進人(ren)絮凝過濾池,通過(guò)絮凝及過濾機制(zhì),保🌈證出水水✍️質達(dá)标。
3.2量水堰(槽)選用(yòng)原則
選擇量水堰(yàn)(槽)時,除了要考慮(lǜ)渠道内流量的大(da)小,還要考慮🚶♀️渠🔞道(dao)内水的流态,是否(fou)能形成自由流。流(liu)量小于2400L/min時,一般應(yīng)選擇三角堰。大于(yú)2400L/min時,-般應選擇巴歇(xie)爾槽。如果流💯量大(da)于2400IL./min,而渠道内水位(wèi)落差又較大時，可(ke)以選擇矩形堰;條(tiáo)件允許,最好選擇(zé)巴歇爾槽。因巴歇(xiē)爾槽的水位與流(liú)量關系是由🈚實驗(yan)标定出來的，而且(qie)對上👅遊行進渠槽(cáo)條件要求較低，而(ér)三角堰和矩形🔴堰(yàn)的水位與流量關(guān)系來源于理論計(jì)算,易忽視一些使(shǐ)用條件,帶來附加(jiā)誤差。設計的UASB厭氧(yang)池受安裝條件影(ying)響,多選用三角堰(yan)或矩形堰☀️,其污水(shui)流量測量多選用(yòng)明渠流量計,并采(cai)用分體式安裝,即(ji)超聲波探頭和變(bian)送🌈器分開安裝。
4儀(yi)表選型及安裝注(zhù)意事項
4.1選型注意(yi)事項
1)用于過程控(kong)制的場合,根據控(kòng)制要求選擇不同(tong)精度🈲等級的儀表(biao);有些無需作正确(que)控制和計量的場(chang)❤️合,可以選擇精度(du)等💞級稍低的儀表(biao)，如1.5級、2.5級,甚至4.0級，這(zhe)時也可以選用價(jia)格低廉的🈲插人式(shi)明渠流量計。
2)根據(ju)不同的量水堰(槽(cáo))種類.形狀、材質，選(xuǎn)擇不同的計算公(gong)式進行參數設置(zhi)。
3)根據使用場合的(de)溫度環境選擇合(he)适的産品。
4.2安裝注(zhu)意事項.
1)儀表探頭(tou)和最高液面距離(li)必須大于盲區。
2)儀(yí)表探頭安裝高度(dù)必須小于量程。
3)探(tàn)頭必須垂直液面(miàn),探頭與液面間不(bu)能有管道或♈其他(tā)障礙物阻擋。
4)探頭(tou)必須安裝在渠道(dao)中央。
5)探頭須安裝(zhuang)在水堰(槽)的上遊(you)，一般距堰口(4~5)實測(cè)水頭高🚶度位置(巴(bā)歇爾槽探頭須安(ān)裝在喉道入口處(chu)🧑🏾🤝🧑🏼)。
6)探頭發射角内不(bu)能有障礙物。
7)探頭(tou)避免放在太陽直(zhí)射的地方(可加裝(zhuang)遮陽罩)。
8)不要安裝(zhuang)在高壓、高電流以(yǐ)及強電磁場的電(dian)氣設備旁邊。
5儀表(biao)參數設置
明渠流(liú)量計安裝完畢後(hou),需進行液位校準(zhun)及流量參數設定(dìng)。有效液位高度根(gēn)據量水堰(槽)不同(tóng)而有☎️不同㊙️的定義(yì),如巴歇爾槽-般旁(pang)邊有安裝儀表的(de)連通測量管,管内(nei)液位即實際液位(wei);三角堰和矩形堰(yàn)是缺口以上部分(fèn)的⁉️液位爲有效液(yè)位。實測有效液位(wèi)、校準液位時,盡量(liàng)要保持液面相對(dui)平靜、穩定。
參數設(she)定根據不同廠家(jiā)的産品而略有差(cha)别,但大同小異。一(yī)般👌需根據堰(槽)種(zhong)類選擇設定編碼(ma)，輸入🏃♂️堰(槽)尺寸參(cān)數,然後進人液位(wèi)模式進行液位校(xiao)準,再進人流量模(mo)🍉式進行測量(具體(ti)設置需參閱選型(xíng)産品調試說明書(shū))。
6結束語
明渠流量(liàng)計主要與各種标(biao)準堰或槽配套,用(yong)于各類敞開式流(liú)道水量的計量或(huò)監測。明渠流量計(ji)因其本🏃🏻身的特點(dian)而廣泛應用在水(shui)利工程及污水處(chu)理裝置的測量中(zhong),并具📐有其他❌儀表(biao)的♍優越性。在選用(yòng)時,盡量消除或減(jiǎn)小誤差帶來的影(ying)響,不僅提高👣了該(gai)儀表的🔴可靠性和(he)正确性,而且對于(yu)整個裝置的生産(chǎn)平穩運行也具有(you)重要意義。
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