摘(zhai)要:明渠(qu)流量計(ji)
在實際(ji)測量中(zhong),經常會(hui)出現因(yin)設計、儀(yi)表選型(xing)、量水堰(yan)槽加工(gong)、儀👌表安(an)裝及調(diao)試不當(dang)等諸多(duo)原因造(zao)成的測(ce)量誤差(cha),從而對(dui)下遊的(de)污水處(chu)理造成(cheng)影響。介(jie)紹了明(ming)渠流量(liang)計的測(ce)量原理(li)及量水(shui)🌈堰槽的(de)結構要(yao)求,并結(jie)合實際(ji)應💛用提(ti)出了選(xuan)型及安(an)裝調試(shi)等💰的注(zhu)意事項(xiang),以減小(xiao)測量誤(wu)差。
近年(nian)來,随着(zhe)民衆環(huan)保意識(shi)的增強(qiang)，國家環(huan)保部門(men)對工😍業(ye)⛹🏻♀️污水排(pai)放的要(yao)求越來(lai)越嚴格(ge),明渠流(liu)量計以(yi)其非接(jie)觸測量(liang)及可用(yong)于敞開(kai)渠道的(de)優勢,在(zai)污水處(chu)理裝置(zhi)中得到(dao)了廣泛(fan)應用。結(jie)合工程(cheng)案例對(dui)明渠流(liu)量的工(gong)作原理(li)及應用(yong)進行歸(gui)納、分析(xi).總結,以(yi)供同行(hang)參考。
1測(ce)量原理(li)及計算(suan)公式
1.1測(ce)量原理(li)
明渠流(liu)量計由(you)量水堰(yan)(槽)和水(shui)位流量(liang)轉換儀(yi)表(二次(ci)儀表)組(zu)成,其中(zhong)二次儀(yi)表除完(wan)成水位(wei)流量轉(zhuan)換🛀外,還(hai)🐕顯示📞瞬(shun)時流量(liang)和累❌積(ji)流量。在(zai)流體流(liu)經标準(zhun)堰或槽(cao)時,将形(xing)🌈成液位(wei)🙇🏻與流量(liang)的對應(ying)關系,二(er)次儀表(biao)測量液(ye)位,再根(gen)據相應(ying)公式(儀(yi)表内部(bu)微處理(li)器運算(suan))轉換成(cheng)流量進(jin)行顯示(shi)。常用超(chao)聲回波(bo)測距法(fa)來測量(liang)液位，超(chao)聲波固(gu)定探頭(tou)😘安裝在(zai)量水堰(yan)(槽)水位(wei)觀測點(dian)上方。
1)堰(yan)。在流道(dao)中設置(zhi)上部有(you)缺口的(de)闆壁,流(liu)體被堰(yan)擋住,水(shui)☂️位👣有--定(ding)升高,然(ran)後通過(guo)缺口向(xiang)下遊側(ce)流去。這(zhe)🏃♂️時闆壁(bi)上🔅遊側(ce)水位與(yu)流量有(you)對應關(guan)系,通過(guo)測量水(shui)位可以(yi)計算🚶出(chu)流量值(zhi)。根據缺(que)口形狀(zhuang),分爲三(san)角堰、矩(ju)形堰‼️、等(deng)寬堰等(deng)。
2)槽。敞開(kai)流道的(de)某部分(fen)節流時(shi),該處的(de)流速增(zeng)大,同🌈時(shi)該部分(fen)的水位(wei)下降,測(ce)量水位(wei)的下降(jiang)量求流(liu)量的裝(zhuang)☔置叫做(zuo)水槽。常(chang)用的水(shui)槽有巴(ba)歇爾水(shui)槽和帕(pa)😘爾默·玻(bo)魯斯水(shui)槽。
因篇(pian)幅有限(xian)，文中僅(jin)介紹三(san)角堰、矩(ju)形堰及(ji)巴歇爾(er)槽的測(ce)量☔原🔴理(li)及計算(suan)公式。
1.2流(liu)量計算(suan)公式
1)三(san)角堰結(jie)構如圖(tu)1所示，三(san)角堰流(liu)量公式(shi)如下:
式(shi)中:qv--體積(ji)流量,m³/s;Ce--流(liu)量系數(shu)(需查表(biao));θ--角缺口(kou)夾角,20°≤θ≤100°;he--有(you)效水頭(tou)❤️,m,he=h+Kh(h-實測水(shui)頭，m,Kh--水頭(tou)修正系(xi)數)。
2)矩形(xing)堰結構(gou)如圖2所(suo)示,矩形(xing)堰流量(liang)公式如(ru)下:
式中(zhong):be--有效堰(yan)口寬度(du),m,be=b+Kb(b-實測堰(yan)口寬度(du),m,Kb--寬度修(xiu)正系數(shu))
3)巴歇爾(er)槽爲矩(ju)形橫斷(duan)面短喉(hou)道槽,由(you)喉道上(shang)遊均🐕勻(yun)收縮段(duan)、喉道段(duan)和喉道(dao)下遊均(jun)勻擴散(san)段組成(cheng),如圖3所(suo)示。根據(ju)喉道寬(kuan)⁉️度分爲(wei)三種類(lei)型:小型(xing)槽(b=0.076,0.152,0.228m)、标準(zhun)型槽(0.25m≤b≤2.4m)和(he)大型槽(cao)㊙️(3.05m≤b≤15.24m)。因篇幅(fu)有限,文(wen)中僅介(jie)紹标準(zhun)型槽的(de)水位流(liu)量關系(xi)。巴⁉️歇爾(er)槽流量(liang)公式如(ru)下:
式中(zhong):b-喉道寬(kuan)度,m;ha--實測(ce)水頭,m。
2結(jie)構技術(shu)要求
每(mei)種堰或(huo)槽都有(you)一定的(de)結構要(yao)求，如量(liang)水堰(槽(cao))結構♋達(da)不到要(yao)求,即便(bian)明渠流(liu)量計的(de)選型和(he)安裝再(zai)👨❤️👨仔細🙇♀️，測(ce)量結果(guo)也會大(da)打折扣(kou)。
2.1三角堰(yan)的結構(gou)要求
1)堰(yan)闆上遊(you)面爲平(ping)面,在表(biao)面上任(ren)意兩點(dian)間的連(lian)線與垂(chui)直于💞軸(zhou)線的平(ping)面之間(jian)的斜率(lü)應小于(yu)1%。
2)三角形(xing)缺口堰(yan)頂線bc,cd爲(wei)直線。
3)三(san)角形缺(que)口夾角(jiao)(0)平分線(xian)O'O'與堰闆(pan)中垂線(xian)OO應重合(he)。
4)堰闆項(xiang)面ab,df在同(tong)一水平(ping)面内,與(yu)三角形(xing)缺口角(jiao)度平分(fen)線👨❤️👨O'O''成90°。
5)堰(yan)闆堰口(kou)加工要(yao)求如圖(tu)4所示,堰(yan)口頂面(mian)爲平面(mian),與堰闆(pan)上💔遊面(mian)相交處(chu)成銳緣(yuan)狀态,若(ruo)堰口銳(rui)緣處被(bei)🤟磨圓,其(qi)圓弧半(ban)徑不能(neng)大于0.25mm。堰(yan)口頂面(mian)寬度爲(wei)1~2mm,允許❤️寬(kuan)度不👌得(de)超出0.8~3.0mm。堰(yan)口表面(mian)應無毛(mao)刺和刮(gua)痕,表面(mian)粗糙度(du)爲3.2。
6)堰闆(pan)上遊面(mian)距堰頂(ding)20~50mm範圍内(nei)要求加(jia)工成光(guang)滑表面(mian)👈,粗糙度(du)爲3.2,在此(ci)範圍内(nei)一般不(bu)得有凸(tu)出物,如(ru)采用螺(luo)栓安裝(zhuang)堰闆時(shi),其螺栓(shuan)凸出物(wu)不得超(chao)出于堰(yan)闆上遊(you)面成1:10坡(po)度的斜(xie)面。
7)當堰(yan)闆厚度(du)大于堰(yan)口頂面(mian)寬度(1~2mm)時(shi),超出堰(yan)口頂面(mian)寬度部(bu)❌分應加(jia)工成斜(xie)面,斜面(mian)與頂面(mian)夾角不(bu)得小🌈于(yu)45°,斜面表(biao)面粗🔴糙(cao)度爲3.2。
2.2矩(ju)形堰的(de)結構要(yao)求
1}矩形(xing)缺口中(zhong)垂線應(ying)與行近(jin)渠槽中(zhong)心線相(xiang)重合,側(ce)緣🏃🏻(ac,fd)與📧底(di)緣(cd)交角(jiao)爲90°,如圖(tu)5所示。
2)堰(yan)闆要求(qiu)與2.1節第(di)1)條相同(tong)。
3)矩形缺(que)口側緣(yuan)(ac,fd)及底緣(yuan)(cd)均爲銳(rui)緣堰口(kou),加工要(yao)求與2.1節(jie)第5)~7)條相(xiang)同👅。
2.3巴歇(xie)爾槽的(de)結構要(yao)求
1)進口(kou)收縮段(duan)要求底(di)面嚴格(ge)水平,兩(liang)側邊牆(qiang)與底面(mian)✊垂👅直與(yu)縱軸線(xian)成1:5的比(bi)值對稱(cheng)收縮。喉(hou)道段兩(liang)側邊🧡牆(qiang)互相平(ping)行,寬度(du)(b)尺寸正(zheng)确。爲了(le)預防超(chao)出設計(ji)标準的(de)洪水漫(man)溢✨,進口(kou)收縮段(duan)邊牆高(gao)度應增(zeng)加0.35~0.50m超高(gao)。
2)上下遊(you)翼牆長(zhang)度取決(jue)于河渠(qu)的寬度(du)，要求翼(yi)牆插人(ren)河🔞渠兩(liang)♈岸的長(zhang)度不得(de)少于0.4~0.5m。
3)大(da)型巴歇(xie)爾槽可(ke)用混凝(ning)土材料(liao)建造,糙(cao)率要求(qiu)小于🌈0.017。小(xiao)型巴歇(xie)📱爾槽可(ke)用塑料(liao)或玻璃(li)鋼材料(liao)建造。
3PTA污(wu)水處理(li)工藝簡(jian)介
3.1概述(shu)
PTA裝置生(sheng)産過程(cheng)中，排出(chu)的混合(he)廢水含(han)有對苯(ben)二甲酸(suan)、苯二甲(jia)酸、苯甲(jia)酸、醋酸(suan)甲酯、醋(cu)酸等污(wu)染物,對(dui)水體有(you)較大📞的(de)污染和(he)危害。生(sheng)産廢水(shui)首先經(jing)過換熱(re)、沉澱、水(shui)🈲量水質(zhi)調節及(ji)㊙️中和工(gong)序後,進(jin)人UASB厭氧(yang)池;UASB出水(shui)經冷卻(que)塔降溫(wen)後,與經(jing)過集水(shui)井提升(sheng)的其他(ta)廢‼️水混(hun)合,一起(qi)進人兩(liang)段好氧(yang)系統,分(fen)别爲射(she)流曝氣(qi)🌈池及微(wei)孔曝氣(qi)池;再經(jing)過濾池(chi)去除懸(xuan)浮物、臭(chou)✉️氧接觸(chu)池進行(hang)高級氧(yang)化曝氣(qi)生物濾(lü)池進-一(yi)步去除(chu)COD;最後廢(fei)水進人(ren)絮凝過(guo)濾池,通(tong)過絮凝(ning)及過濾(lü)機制,保(bao)證出水(shui)水質達(da)标。
3.2量水(shui)堰(槽)選(xuan)用原則(ze)
選擇量(liang)水堰(槽(cao))時,除了(le)要考慮(lü)渠道内(nei)流量的(de)大小㊙️,還(hai)💰要考慮(lü)渠道内(nei)水的流(liu)态,是否(fou)能形成(cheng)自由流(liu)。流量小(xiao)于2400L/min時,一(yi)般應選(xuan)擇三角(jiao)堰。大于(yu)2400L/min時,-般應(ying)選擇巴(ba)歇爾槽(cao)。如果流(liu)量大于(yu)2400IL./min,而渠道(dao)内水位(wei)落差又(you)較大🏃🏻時(shi)，可以選(xuan)擇矩形(xing)堰;條件(jian)允許,最(zui)好選擇(ze)巴歇爾(er)槽。因巴(ba)歇爾槽(cao)的水位(wei)與流量(liang)關系是(shi)由實驗(yan)标定出(chu)來的，而(er)且對✌️上(shang)遊行進(jin)渠槽條(tiao)😄件要求(qiu)較低，而(er)三角🧡堰(yan)和矩形(xing)🚶堰的水(shui)位與流(liu)量關系(xi)來源于(yu)理論計(ji)算,易忽(hu)視一些(xie)使用條(tiao)💞件,帶來(lai)附加誤(wu)差。設計(ji)的UASB厭氧(yang)池受安(an)裝條件(jian)影響,多(duo)選用三(san)角堰或(huo)矩形堰(yan),其污💯水(shui)流量測(ce)量多選(xuan)用明渠(qu)流量計(ji),并采用(yong)分體式(shi)安🚶♀️裝,即(ji)超聲波(bo)探頭和(he)變送器(qi)分開安(an)裝。
4儀表(biao)選型及(ji)安裝注(zhu)意事項(xiang)
4.1選型注(zhu)意事項(xiang)
1)用于過(guo)程控制(zhi)的場合(he),根據控(kong)制要求(qiu)選擇不(bu)同精🥵度(du)等🔆級的(de)儀表;有(you)些無需(xu)作正确(que)控制和(he)計量的(de)場合,可(ke)✂️以選擇(ze)精度等(deng)級稍低(di)的儀表(biao)，如1.5級、2.5級(ji),甚至4.0級(ji)，這時也(ye)可以選(xuan)用價格(ge)💜低廉的(de)插人式(shi)明渠流(liu)量計。
2)根(gen)據不同(tong)的量水(shui)堰(槽)種(zhong)類.形狀(zhuang)、材質，選(xuan)擇不同(tong)的計算(suan)公式進(jin)行參數(shu)設置。
3)根(gen)據使用(yong)場合的(de)溫度環(huan)境選擇(ze)合适的(de)産品。
4.2安(an)裝注意(yi)事項.
1)儀(yi)表探頭(tou)和最高(gao)液面距(ju)離必須(xu)大于盲(mang)區。
2)儀表(biao)探頭安(an)裝高度(du)必須小(xiao)于量程(cheng)。
3)探頭必(bi)須垂直(zhi)液面,探(tan)頭與液(ye)面間不(bu)能有管(guan)道或🔴其(qi)他障👣礙(ai)⛱️物阻擋(dang)。
4)探頭必(bi)須安裝(zhuang)在渠道(dao)中央。
5)探(tan)頭須安(an)裝在水(shui)堰(槽)的(de)上遊，一(yi)般距堰(yan)口(4~5)實測(ce)水☎️頭高(gao)度位置(zhi)(巴歇爾(er)槽探頭(tou)須安裝(zhuang)在喉道(dao)入口處(chu))。
6)探頭發(fa)射角内(nei)不能有(you)障礙物(wu)。
7)探頭避(bi)免放在(zai)太陽直(zhi)射的地(di)方(可加(jia)裝遮陽(yang)罩)。
8)不要(yao)安裝在(zai)高壓、高(gao)電流以(yi)及強電(dian)磁場的(de)電氣設(she)備旁邊(bian)。
5儀表參(can)數設置(zhi)
明渠流(liu)量計安(an)裝完畢(bi)後,需進(jin)行液位(wei)校準及(ji)流量參(can)💛數設定(ding)🈚。有㊙️效液(ye)位高度(du)根據量(liang)水堰(槽(cao))不同而(er)有不同(tong)的定⚽義(yi),如巴歇(xie)爾槽-般(ban)旁邊有(you)安裝儀(yi)表的連(lian)通測量(liang)管,管内(nei)🔞液位即(ji)實際液(ye)位;三角(jiao)堰和矩(ju)形堰是(shi)缺口以(yi)上部分(fen)的👉液位(wei)爲有效(xiao)液位。實(shi)🐕測有效(xiao)液🌈位、校(xiao)準液位(wei)時,盡量(liang)要保持(chi)液面相(xiang)對平靜(jing)、穩定。
參(can)數設定(ding)根據不(bu)同廠家(jia)的産品(pin)而略有(you)差别,但(dan)大同小(xiao)🏃♀️異。一般(ban)🤞需根據(ju)堰(槽)種(zhong)類選擇(ze)設定編(bian)碼，輸入(ru)堰(槽)尺(chi)寸參數(shu),然後進(jin)人液位(wei)模式進(jin)行液位(wei)校準,再(zai)進人流(liu)量模式(shi)進行測(ce)量(具☁️體(ti)設置需(xu)參閱選(xuan)型産品(pin)調試說(shuo)明書)。
6結(jie)束語
明(ming)渠流量(liang)計主要(yao)與各種(zhong)标準堰(yan)或槽配(pei)套,用于(yu)各類敞(chang)🈲開🔞式流(liu)道水量(liang)的計量(liang)或監測(ce)。明渠流(liu)量計因(yin)其本身(shen)的特點(dian)而廣泛(fan)應用在(zai)水利工(gong)程及污(wu)水處理(li)裝置🥰的(de)測量中(zhong),并具有(you)其他🏃儀(yi)表的優(you)越性。在(zai)選🔞用時(shi),盡量消(xiao)除或減(jian)小誤差(cha)帶來的(de)影響,不(bu)僅提高(gao)✍️了該儀(yi)表的可(ke)靠性和(he)正👄确性(xing),而且對(dui)于整個(ge)裝置的(de)生産平(ping)穩運行(hang)也具有(you)重要意(yi)義。
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