Спосіб вимірювання витрат води у відкритих каналах

Реферат: Спосіб вимірювання витрат води у відкритих каналах здійснюють шляхом пропускання на необхідному створі русла каналу рухомого об'єму води через вимірювальну камеру витратоміра. Загальний потік води, що рухається через створ каналу, ділять на два потоки русловий потік, який пропускають через русло каналу, і вимірювальний потік, який пропускають поза руслом каналу через вимірювальну камеру витратоміра. В процесі вимірювання витрати руслового потоку доводять до нульових значень шляхом дросельного регулювання витрат вимірювального потоку. UA 78490 U (54) СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТ ВОДИ У ВІДКРИТИХ КАНАЛАХ UA 78490 U UA 78490 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до гідротехніки, а саме до експлуатації зрошувальних та осушувальних каналів і може бути використана для вимірювання витрат води у відкритих каналах гідромеліоративних систем, а також у малих річках. Відомий спосіб вимірювання витрат води у відкритих каналах, який здійснюють шляхом спорудження в руслах каналів стаціонарних незатоплюваних водозливів, які мають тонкі переливні стінки з каліброваними прямокутними, трапецоїдальними або трикутними вирізами. За цим способом витрати води визначають з використанням розрахункових формул (В.В. Орлова. Гидрометрия, 2-е изд., Гидрометеоиздат, - Ленинград, 1974, с. 197-202). Недоліком відомого способу є складність його використання, в зв'язку з необхідністю спорудження на мережі відкритих каналів меліоративних систем великою кількості дорогих стаціонарних водозливів. Найближчим аналогом по технічній суті і досягненню ефекту є спосіб вимірювання витрат води у відкритих каналах, який здійснюють шляхом пропускання на необхідному створі русла каналу рухомого об'єму води через вимірювальну камеру витратоміра. Цей спосіб на практиці отримав назву "площа-швидкість" (див. В.В. Орлова. Гидрометрия, 2-е изд., Гидрометеоиздат, Ленинград, 1974, с. 110-176). Недоліком відомого способу є складність його застосування та невисока точність результатів вимірювання витрат води. Це пояснюється тим, що при цьому способі вимірювальну камеру розміщують по усьому поперечному перетині русла каналу, поділяючи її на окремі частини, а витрати води виміряють витратоміром, виготовленим у вигляді гідрометричної вертушки, яку, в зв'язку з її відносно невеликими розмірами, послідовно встановлюють на певних позиціях кожної окремої частини поперечного перетину каналу. (див. В.В. Орлова. Гидрометрия, 2-е изд., Гидрометеоиздат, -Ленинград, 1974, с. 110-176). В основу корисної моделі поставлено задачу спрощення процесу вимірювання витрат води у каналах та підвищення точності вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що загальний потік води, що рухається через створ каналу, ділять на два потоки - русловий потік, який пропускають через русло каналу, і вимірювальний потік, який пропускають поза руслом каналу через вимірювальну камеру витратоміра, при цьому в процесі вимірювання витрати руслового потоку доводять до нульових значень шляхом дросельного регулювання витрат вимірювального потоку. Вимірювальний потік утворюють за допомогою засмоктуючого обладнання, системи трубопроводів, насосу та випускного обладнання шляхом забору води з русла каналу на відстані 4…10 м вище і повернення його на відстані 4…10 м нижче створу вимірювання води в каналі. Нульові значення витрат руслового потоку забезпечують шляхом контролю за величиною відхилення рівня поверхні води від горизонталі та контролю за відхиленням швидкості руху поверхні води від нульових значень за допомогою прибору контролю горизонтального рівня, змонтованого на поплавках і розміщеного на створі вимірювання витрат води в каналі. Регулювання витрат вимірювального потоку для забезпечення нульових значень витрат руслового потоку здійснюють за допомогою дросель-вентиля, змонтованого в системі трубопроводів для пропуску вимірювального потоку. Викладена суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких показано: на фіг. 1 подовжній переріз русла каналу в момент вимірювання витрат води в каналі; на фіг. 2 - вид А на фіг. 1. Спосіб вимірювання витрат води на створі 1 каналу 2 здійснюють шляхом пропускання рухомого об'єму води через витратомір 3. Для цього на 4-10 м вище від створу 1 облаштовують створ 4, на якому загальний потік води в каналі з витратами Q ділять на два потоки - русловий потік з витратами Qp, який пропускають через русло каналу, і вимірювальний потік з витратами QB, який пропускають через витратомір 3 поза руслом каналу. Нижче на 4-10 м від створу 1 облаштовують створ 5, в якому русловий потік з витратами Qp з'єднують з вимірювальним потоком з витратами QB. Вимірювання витрат води в каналі Q здійснюють шляхом регулювання та вимірювання витрат води QB вимірювального потоку. При цьому, штучно регулюючи витрати QB, досягають нульових значень витрат Qp руслового потоку. В момент Qp=0 приймається Q=Qp+QB=0+QB=QB, при цьому значення витрат на шкалі витратоміра 3 відповідає витратам води в каналі Q. Приклад виконання способу. Для штучного утворення вимірювального потоку води поза руслом каналу використовують засмоктуюче обладнання 6, яке встановлюють на створі 4, і випускне обладнання 7, яке встановлюють на створі 5. Засмоктуюче обладнання 6 виконане у вигляді містка через канал для забезпечення можливості робочого переміщення оператора і містить трубу 8 з 1 UA 78490 U 5 10 15 20 засмоктуючими патрубками 9 і трубу 10, на кінці якої змонтований витратомір 3. Між трубами 8 і 10 встановлена дросельна засувка 11. Випускне обладнання 7 виконане у вигляді встановленої поперек каналу 2 труби 12 з випускними патрубками 13. Труби 10 і 12 з'єднані між собою гнучкими трубопроводами 14 і 15. Для забезпечення вимірювальному потоку потрібного напору та витрат, на березі каналу 2 встановлені насос 16 з двигуном 17. Для встановлення моменту досягнення нульових значень витрат руслового потоку Qp використовують прибор 18 контролю горизонтального рівня води, змонтованого на поплавках 19, який розміщують на створі 1 за допомогою гнучкої нитки 20, прикріпленої до труби 10 і гнучкої нитки 21, прикріпленої до труби 12. Вимірювання витрат води Q на створі 1 каналу 2 здійснюють так. При закритій дросельній засувці 11 включають насос 16, а потім поступово відкривають засувку, слідкуючи за рівнем води на створі 1 за допомогою прибору 18 контролю горизонтального рівня води. В момент, коли на прибор 18 показує горизонтальний рівень води, а нитки 20 і 21 приймають вільне не натягнуте положення, в зоні 22 біля створу 1 по всьому поперечному перерізу каналу 2 утворюється певний об'єм умовно стоячої води. Витрати води Qp руслового потоку в цей момент дорівнюють нулю, а витрати води QB вимірювального потоку, які фіксуються на витратомірі, дорівнюють витратам води Q в каналі. Відомості, які підтверджують можливість здійснення винаходу. Корисна модель відноситься до засобів гідрологічних вимірювань в гідротехніці і може бути використана при вимірюванні витрат води в каналах меліоративних систем, а також на малих річках. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 1. Спосіб вимірювання витрат води у відкритих каналах, який здійснюють шляхом пропускання на необхідному створі русла каналу рухомого об'єму води через вимірювальну камеру витратоміра, який відрізняється тим, що загальний потік води, що рухається через створ каналу, ділять на два потоки - русловий потік, який пропускають через русло каналу, і вимірювальний потік, який пропускають поза руслом каналу через вимірювальну камеру витратоміра, при цьому в процесі вимірювання витрати руслового потоку доводять до нульових значень шляхом дросельного регулювання витрат вимірювального потоку. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вимірювальний потік утворюють за допомогою засмоктуючого обладнання, системи трубопроводів, насосу та випускного обладнання шляхом забору води з русла каналу на відстані 4-10 м вище і повернення його на відстані 4-10 м нижче створу вимірювання води в каналі. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нульові значення витрат руслового потоку забезпечують шляхом контролю за величиною відхилення рівня поверхні води від горизонталі та контролю за відхиленням швидкості руху поверхні води від нульових значень за допомогою прибору контролю горизонтального рівня, змонтованого на поплавках і розміщеного на створі вимірювання витрат води в каналі. 4. Спосіб за п. 1 і п. 2, який відрізняється тим, що регулювання витрат вимірювального потоку для забезпечення нульових значень витрат руслового потоку здійснюють за допомогою дросель-вентиля, змонтованого в системі трубопроводів для пропуску вимірювального потоку. 2 UA 78490 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3