Первичный преобразователь потока для открытых каналов- выбор размеров

В серии статей  Выбор первичного преобразователя расхода мы коснулись проблем выбора между водосливом и лотком и выбора типа водослива или лотка. В этой последней статье цикла мы обсудим выбор размеров первичного преобразователя расхода.

  Основные моменты при  определении размеров лотка или водослива заключаются в том, способен ли прибор работать в полном диапазоне предполагаемых расходов и попадают ли минимальное и максимальное значение расхода в  рабочий диапазон измерений .

  Минимальное значение расхода

  Следует  ясно понимать, что любой первичный преобразователь расхода имеет нижнюю границу измерений , ниже которой его показания и их точность не определены.Минимальные  значения расхода/напора являются четко установленными величинами ,и  в  случае выхода за установленные пределы не существует никаких инструкций  как корректировать  показания .

  Таблицы расходов

  Таблицы расходов для лотков ,водосливов или расходомеров от производителей, которые указывают «0» в качестве нижнего предела показаний, надо рассматривать с известной долей скептицизма ,поскольку это или свидетельствует или о непрофессионализме, или ,что  намного хуже, о намеренном желании ввести в заблуждение покупателя.

  Расходомеры

 Конечно ,сами по себе расходомеры могут показывать и «0» ( и даже иногда отрицательные значения, если калибровка прибора выполнена неправильно ),но важно понимать, что ниже установленной границы напора/расхода ,первичный преобразователь расхода не обеспечит точности измерений, которая заявлена для установленного диапазона измерений, – и никаких указаний, как внести корректирующую поправку к показаниям ,не существует.

  Водосливы

   Минимальный напор для водосливов с тонкой стенкой (треугольных и прямоугольных)составляет 0,2 фута (6,096 см).При этом струя еще не прилипает к внешней грани водослива.

  Лотки

   Значение минимального расхода зависит от типа лотка и от его размера. В целом,

лотки H-типа способны  точно измерять самые малые расходы, далее идут  лотки с трапециевидным каналом и RBC. Лотки Паршалла, Монтана и без горловины имеют хороший приемлемый во многих случаях  нижний предел измерений. И ,наконец, лотки Палмера-Боулюса самым высоким минимальным измеряемым расходом.

  Максимальное значение расхода

  Если имеется минимальный расход/напор, значит , должен быть и максимальный ,при превышении которого точность также не гарантируется или же не хватает шкалы прибора измерения уровня. В общем случае, даже , если максимальный предполагаемый расход известен, рекомендуется оставлять запас в размере 10 % от верхнего края шкалы для возможных непредвиденных ситуаций.

  Водосливы

  Треугольные водосливы(V-notch) имеют максимальный напор  2 фута (60,996 см). Для прямоугольных водосливов (с боковым сжатием или без) максимальный напор равен половине  ширины порога. Лабораторные эксперименты показывают ,что нарушение этого правила не сильно влияет на погрешность ,особенно при ширине водослива в пределах 1-4 футов (от 30,48 до 121,9 см) ,но для достижения максимальной точности этот предел на практике стараются соблюдать.

  Лотки

  В тарированных лотках, исследователи сознательно не калибруют верхнюю часть – интуитивно понимая, что возможны флуктуации, незначительные колебания уровня поверхности , водовороты и т.п. Это резервный запас по уровню (расстояние между верхним краем лотка и уровнем заполнения при установленном максимальном расходе )

как раз  и принимает естественные возмущения  ,которые  возникают в потоке в нормальных условиях.

  Для лотков Паршалла и Монтана запас по уровню составляет 1/6 глубины лотка ,для лотков RBC -1/8 , для лотков страпециевидным каналом – 1/9 глубины лотка.

  В отличие от остальных типов лотков , где задано расстояние между уровнем наполнения при максимальном измеряемом расходе и верхним краем лотка , лотки H-типа и лотки без горловины откалиброваны до самого верха . Любые возмущения поверхности ,волны и турбулентные явления ,равно ,как и увеличение потока на этом уровне могут привести к переливу ,поэтому при работе на максимальных расходах на этих лотках следует соблюдать дополнительные меры предосторожности.

   Таблицы расхода

  Важно отметить ,что некоторые производители лотков и расходомеров проводят калибровку  лотков  с трапециевидным каналом ,принимая за плоскость отсчета верх лотка. Это завышает значение максимального расхода и не оставляет запаса для флуктуаций поверхности потока.

   Фактор пикового расхода

 Когда максимальный предполагаемый расход неизвестен ,обычно используют множитель или фактор пикового расхода 2,5 ,умножая на него средний расход. Это правило (из серии франко-потолок) может работать или не работать в конкретной ситуации. Ливневые стоки или залповые сбросы могут потребовать большего пикового фактора ,поскольку эти потоки имеют максимальное значение вначале , а затем толькоослабевают.

  Иногда отсутствуют даже сведения о средних расходах ,тогда могут помочь сопутствующие данные  об объекте ( число домохозяйств, площадь водосбора и т.п.) .

   Когда есть сомнения ,лучше выбрать прибор большего размера ,чем меньшего .

Даже ,если разрешающая способность уменьшится , это все равно будет лучше ,чем перелив и потеря данных  при выходе  за диапазон измерений.