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文丘里流量计简介及原理讲解

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国内常用的Parshall(巴歇尔槽,或者巴氏计量槽),也是文丘里流量计的一种。 


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排水管网和和水体的流量和液位测量是行业的痛点、技术难点和关注热点。和同行的线下沟通中,我们发现普遍对流量测量存在某些误区。为了系统的介绍排水管网和水体的流量和液位测量,每周NIVUS的微信公众号将分别介绍一篇主旨文章、一篇相关产品简介、一篇典型案例、一篇拓展应用和一篇有问有答或者观点讨论


您有任何的流量和液位测量的难题,请电话、微信或微信公众号留言联系我们。我们将在“有问有答”专栏回答大家关心的问题。


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一、文丘里流量计的定义

根据维基百科(Wikipedia):


一些不同类型的计量槽用于测量明渠中的流量。当用于测量明渠中的流量时,计量槽被定义为一种特殊形状的固定水力结构;在重力流条件下,该结构迫使流速加速,使得通过计量槽的流速可以通过适用于计量槽内水头(液位)测量的Q/h关系来表征。通过侧壁的会聚、地板标高的变化或两者的结合来实现加速。国内常用的Parshall(巴歇尔槽,或者巴氏计量槽),也是文丘里流量计的一种。


在如此复杂特殊的应用场景下,排水公司通常期望排水管网流量计能够达到如下要求:

比较长的维护间隔期;

比较长的设备寿命;

较高的测量精度。


二、测量原理


文丘里流量计是在具有特殊形状的流动通道中的体积测量,其特征是侧向限定的收缩。这种收缩导致流动介质向上游堆积。同时,收缩内的流动条件将从平流变为射流(shooting,即所谓的“水力跳跃”,从顶部很容易识别)。


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文丘里流量计简介及原理讲解(图3) 


在重力流条件下,可以根据Q/h(液位与流量)的关系,测量液位计算流量。该定义的水力条件允许忽略粗糙度以及渠道的坡度。



三、文丘里流量计的种类


文丘里流量计已有很长的历史,已经衍生出不同的文丘里流量计,不同种的文丘里结构的几何形状变化很大。其中,主要的文丘里流量计包括:


Khafagi(哈法吉)

Parshall(巴歇尔槽,简称巴氏计量槽)

Venturi DIN 19559/II(文丘里管DIN 19559/II

British standard(英国标准)

Palmer-Bowlus(帕默·鲍尔斯)

Cutthroat, HS / H / HL-type

Montana(蒙大拿)

RBC

Trapezoidal(梯形)


液位测量的位置取决于文丘里管的类型!


四、文丘里管中的Q/h测量的注意要点


文丘里管入口的流动条件必须始终保持流动!

如果入口流应为喷射流,则所需的向流动状态的过渡应至少为收缩上游通道宽度的20倍;

入口段的长度必须至少为通道宽度的10倍;

整个入口段需要恒定的坡度;

入口区域需要恒定的横截面;

入口部分无干扰性障碍物、进气管或排气管(例如,入口区域或收缩区域内没有取样器或加药装置);

施工区域内无沉淀;

足够的最小水量(通常>5l/s);

低测量动态(1:10);

文丘里管内无植被。



五、应用场景


具有低测量动态和适当空间的应用中的入口和排放测量

非专业人员培训不足或技术设备不足的现场流量测量

精度要求低的测量


六、文丘里流量计的优势和劣势


优势

测量相对准确

易于控制,易于清洁

适用于多种介质

已知和公认的方法


缺点

逆流时无测量

低测量动态

所需空间,费用高

不适合地下管网

文丘里管入口的流量条件必须始终保持平流

有沉积物时,会产生明显测量误差


七、常用文丘里流量计的安装要求


5.1 Khafagi(哈法吉)

液位计安装位置:文丘里管前1xb0(渠道宽度)。资料来源,E+H。


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5.2 Parshall(巴歇尔槽,简称巴氏计量槽)


液位计安装位置:最小 2/3 x A,位于文丘里管里。资料来源,E+H。


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5.3 文丘里管DIN 19559/II


液位计安装位置(资料来自NIVUS):

根据DIN 19559/II,在文丘里管前面的NIVUS文丘里管处定位液位测量;

注意在传感器和文丘里管底部之间使用正确的液位!零点在文丘里管内!

L=文丘里管前面的23 x B(通道宽度)。

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鉴于排水管网和水体的流量和液位测量的复杂性,如果您有测量需求,建议您通过电话、微信或微信公众号直接联系我们。我们将根据您的测量需求和预算范围,选择合适的流量计和安装方式,并可以提供后续的数据分析等增值服务。


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