Р. Р. Масумов Методы измерения расхода воды

Библиотека водника, выпуск 11 
24 
Проблемы, возникающие при измерении расхода
в безнапорных потоках 
Как известно, эпюра распределения скорости ламинарного потока в 
идеальном канале распределяется по нормальному закону, т.е., у дна скорость 
равна нулю, у поверхности потока скорость максимальна и, соответственно, у 
стенок скорость равна нулю, по центру потока скорость максимальна. В 
результате максимальная скорость потока формируется по центру потока у 
поверхности. На этом принципе построен алгоритм вычисления средней 
скорости безнапорных потоков большинства существующих на сегодняшний 
день безнапорных расходомеров.
Для идеальных измерительных каналов такой подход имеет право на 
жизнь. Но для реальных каналов, в которых распределение скорости в потоке 
зависит от многих систематических и случайных факторов, такой подход 
приводит к большим погрешностям измерения средней скорости и, 
соответственно, расхода. По нашим наблюдениям погрешность составляет в 
динамическом диапазоне измеряемых расходов от 20 до 300% в различных 
каналах для различных приборов. 
При желании каждый может убедиться, что поток постоянно изменяется, а 
следовательно изменяется равнодействующая составляющая скорости потока, 
причем эти изменения не носят систематического характера, т.е. не поддаются 
усреднению за короткий интервал измерений. 
Другим фактором, влияющим на изменение эпюры скоростей, являются 
различного вида подпоры: за счет заиливания канала, за счет изменения уровня 
воды в принимающем канале или водоеме (увеличение объема сбросов в 
коллектор вышерасположенных объектов, половодье и т.п.), за счет засорения 
канала или организации искусственных подпоров. Фактически, наличие подпора 
уменьшает величину уклона канала и приводит к «замиранию» движения потока 
в той части площади поперечного сечения потока, которая прилегает к зоне 
подпора. Зона замирания по протяженности составляет до 10 высот уровня 
подпора. 
Отсюда следует, что вычисление средней скорости потока, исходя из 
теоретической эпюры распределения скоростей в потоке, в реальных каналах не 
корректно, т.к. полученные результаты могут значительно отличаться от 
фактических, что делает невозможным применение данного метода для 
коммерческих измерений. 
Донные отложения (илы) приводят не только к существенному искажению 
теоретической эпюры скоростей в канале, но подчас делают невозможным 
выполнение измерений. Важным моментом при коммерческих измерениях 
является необходимость учета площади сечения, который занимают донные 
отложения на измерительном участке канала. 

Методы измерения расхода воды на реках и каналах, в напорных
трубопроводах насосных станций и оросительных систем 
25
Следует четко понимать, что узел учета безнапорных потоков состоит из 
двух компонентов, влияющих на погрешность и корректность измерения: 
установленный прибор учета и собственно канал в зоне измерения. Совокупная 
погрешность узла учета безнапорных потоков определяется инструментальной 
погрешностью расходомера и погрешностей измерительного участка канала по 
месту установки прибора. К основным погрешностям канала следует отнести: 
погрешность измерения его геометрических размеров, наличие твердых иловых 
отложений на дне канала, неравномерность геометрии и уклона канала в зоне 
измерения, наличие в зоне измерения поворотных участков и боковых стоков, а 
также поверхностных сливов жидкости. Дополнительными факторами могут 
являться замерзание жидкости в канале, наличие ледопадов при установке 
приборов в колодцах и пр Поэтому большая доля ответственности за 
правильностью измерения лежит на эксплуатирующей организации, требуется 
строгое соблюдение правил и требований эксплуатационной документации. 

жүктеу/скачать 4,1 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: