詳細(xì)介紹
一:簡介
巴歇爾槽(Parshall flume)又稱巴氏槽:是明渠流量測量的輔助設(shè)備。原型是文丘里水槽,后者的實驗
是VM.Cone于1915年在美國的科羅拉多洲開始進(jìn)行的。1922年F.L.Parshall對此進(jìn)行了根本性的變革,制作了現(xiàn)在通用的巴歇爾槽。以后又多次重復(fù)了水力學(xué)實驗,制成了尺寸為1英寸到50英寸的各種量水槽。
巴歇爾槽名字是1929年美國土木學(xué)會命名的。此后,英國、瑞士、意大利、印度、阿根廷等許多國家也提出了各種類型的文丘利水槽的設(shè)計方案并進(jìn)行了實驗,但巴歇爾槽仍是文丘利水槽中最普及的水槽。
二:計算原理
明渠內(nèi)的流量越大,液位越高;流量越小,液位越低。對于一般的渠道,液位與流量沒有確定的對應(yīng)關(guān)系。因為同樣的水深,流量的大小,還與渠道的橫截面積、坡度、粗糙度有關(guān)。在渠道內(nèi)安裝量水堰槽,由于堰的缺口或槽的縮口比渠道的橫截面積小,因此,渠道上游水位與流量的對應(yīng)關(guān)系主要取決于堰槽的幾何尺寸。同樣的量水堰槽放在不同的渠道上,相同的液位對應(yīng)相同的流量。量水堰槽把流量轉(zhuǎn)成了液位。通過測量量水堰槽內(nèi)水流的液位,再根據(jù)相應(yīng)量水堰槽的水位---流量關(guān)系,反求出流量。
三:構(gòu)造
巴歇爾量水槽由上游收縮段、短直喉道和下游擴散段三部分組成。收縮段的槽底向下游傾斜,擴散段槽底的傾斜方向與喉道槽底相反,其結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。
巴歇爾槽構(gòu)造尺寸(表-)單位:米
類別 | 序號 | 喉道段 | 收縮短 | 擴散段 | 墻高 | ||||||
b | L | N | B1 | L1 | La | B2 | L2 | K | D | ||
小 型 | 1 | 0.025 | 0.076 | 0.029 | 0.167 | 0.356 | 0.237 | 0.093 | 0.203 | 0.019 | 0.23 |
2 | 0.051 | 0.114 | 0.043 | 0.214 | 0.406 | 0.271 | 0.135 | 0.254 | 0.022 | 0.26 | |
3 | 0.076 | 0.152 | 0.057 | 0.259 | 0.457 | 0.305 | 0.178 | 0.305 | 0.025 | 0.46 | |
4 | 0.152 | 0.305 | 0.114 | 0.400 | 0.610 | 0.407 | 0.394 | 0.610 | 0.076 | 0.61 | |
5 | 0.228 | 0.305 | 0.114 | 0.575 | 0.864 | 0.576 | 0.381 | 0.457 | 0.076 | 0.77 | |
標(biāo) 準(zhǔn) 型 | 6 | 0.25 | 0.60 | 0.23 | 0.78 | 1.325 | 0.883 | 0.55 | 0.92 | 0.08 | 0.80 |
7 | 0.30 | 0.60 | 0.23 | 0.84 | 1.350 | 0.902 | 0.60 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | |
8 | 0.45 | 0.60 | 0.23 | 1.02 | 1.425 | 0.948 | 0.75 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | |
9 | 0.60 | 0.60 | 0.23 | 1.02 | 1.500 | 1.0 | 0.90 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | |
10 | 0.75 | 0.60 | 0.23 | 1.38 | 1.575 | 1.053 | 1.05 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | |
11 | 0.90 | 0.60 | 0.23 | 1.56 | 1.650 | 1.099 | 1.20 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | |
12 | 1.00 | 0.60 | 0.23 | 1.68 | 1.705 | 1.139 | 1.30 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | |
13 | 1.20 | 0.60 | 0.23 | 1.92 | 1.80 | 1.203 | 1.50 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | |
14 | 1.50 | 0.60 | 0.23 | 2.28 | 1.95 | 1.303 | 1.80 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | |
15 | 1.80 | 0.60 | 0.23 | 2.64 | 2.10 | 1.399 | 2.10 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | |
16 | 2.10 | 0.60 | 0.23 | 3.00 | 2.25 | 1.504 | 2.40 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | |
17 | 2.40 | 0.60 | 0.23 | 3.36 | 2.40 | 1.604 | 2.70 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | |
大 型 | 18 | 3.05 | 0.91 | 0.343 | 4.76 | 4.27 | 1.794 | 3.68 | 1.83 | 0.152 | 1.22 |
19 | 3.66 | 0.91 | 0.343 | 5.61 | 4.88 | 1.991 | 4.47 | 2.44 | 0.152 | 1.52 | |
20 | 4.57 | 1.22 | 0.457 | 7.62 | 7.62 | 2.295 | 5.59 | 3.05 | 0.229 | 1.83 | |
21 | 6.10 | 1.83 | 0.686 | 9.14 | 7.62 | 2.785 | 7.32 | 3.66 | 0.305 | 2.13 | |
22 | 7.62 | 1.83 | 0.686 | 10.67 | 7.62 | 3.383 | 8.94 | 3.96 | 0.305 | 2.13 | |
23 | 9.14 | 1.83 | 0.686 | 12.31 | 7.93 | 3.785 | 10.57 | 4.27 | 0.305 | 2.13 | |
24 | 12.19 | 1.83 | 0.686 | 15.48 | 8.23 | 4.785 | 13.82 | 4.88 | 0.305 | 2.13 | |
25 | 15.24 | 1.83 | 0.686 | 18.53 | 8.23 | 5.776 | 17.27 | 6.10 | 0.305 | 2.13 |
其它常數(shù)項需要實驗確定,一般情況如下,F=60cm, G=90cm; K=8cm, N--23cm,x=5cm, y=8cm; E根據(jù)渠道深度而定,高出上游水位0.1-0.2cm,一般可采用1.00米。量水槽上下游護(hù)底長都為槽底高H的函數(shù):
上游護(hù)底L,二4H;
下游護(hù)底L,=(6^-8) H;
同時,由于量水槽內(nèi)流速較大,喉道中水面的波動也很大,直接在槽中測定水位有困難。因此,在槽壁設(shè)置后觀測井,安量測水尺。井底比槽檻要低20-25cm,測井與量水槽可用平置的金屬管或混凝土管連接,管子的中心線應(yīng)高出槽底3cm,上游水尺位于喉道上游距喉道首端((2/3)處,下游水尺位于喉道末端以上5cm的槽壁處。上下游水尺零點與槽底高要齊平,觀測井要無漏水現(xiàn)象,井中經(jīng)常理泥沙,井上加蓋,避免雜物入內(nèi)。
四:應(yīng)用
1、巴歇爾槽形狀復(fù)雜,比堰的價格高,而且為了提高精度要求量水槽的各部分尺寸準(zhǔn)確。但也有這樣一些其它測量裝置的優(yōu)點:水位損失小(約為堰的四分之一)、水中即使有固態(tài)物質(zhì)也幾乎不沉淀、接近流速的影響小、對下流側(cè)的水位影響 比 較小等,所以被用來測量農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水等其它液體的流量。
2、巴歇爾槽與MQ-2000型超聲波明渠流量計配合使用,把明渠內(nèi)流量的大小轉(zhuǎn)成液位的高低。測量明渠內(nèi)水的流量。如城市 供水引水渠、火電廠冷卻水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工礦企業(yè)廢水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道。
3、材質(zhì)類型:玻璃鋼,PP,不銹鋼,流量越大,相應(yīng)增加壁厚
4. 常用型號規(guī)格明渠流量計安裝尺寸:(單位:m)
類別 | 序號 | 喉道段 | 收縮短 | 擴散段 | 墻高 | 長*寬*高(mm) | 流量范圍(m3/h) | 體積(m3) | ||||||
b | L | N | B1 | L1 | La | B2 | L2 | K | D | |||||
小 型 | 1 | 0.025 | 0.076 | 0.029 | 0.167 | 0.356 | 0.237 | 0.093 | 0.203 | 0.019 | 0.23 | 635*267*265 | 0.32~19.44 | 0.04 |
2 | 0.051 | 0.114 | 0.043 | 0.214 | 0.406 | 0.271 | 0.135 | 0.254 | 0.022 | 0.26 | 774*314*305 | 0.65~47.52 | 0.07 | |
3 | 0.076 | 0.152 | 0.057 | 0.259 | 0.457 | 0.305 | 0.178 | 0.305 | 0.025 | 0.46 | 914*359*517 | 2.77-115.56 | 0.17 | |
4 | 0.152 | 0.305 | 0.114 | 0.400 | 0.610 | 0.407 | 0.394 | 0.610 | 0.076 | 0.61 | 1525*500*730 | 5.4~399.6 | 0.56 | |
5 | 0.228 | 0.305 | 0.114 | 0.575 | 0.864 | 0.576 | 0.381 | 0.457 | 0.076 | 0.77 | 1630*675*890 | 9.0~900 | 0.98 | |
標(biāo) 準(zhǔn) 型 | 6 | 0.25 | 0.60 | 0.23 | 0.78 | 1.325 | 0.883 | 0.55 | 0.92 | 0.08 | 0.80 | 2845*980*1060 | 10.82~900 | 2.96 |
7 | 0.30 | 0.60 | 0.23 | 0.84 | 1.350 | 0.902 | 0.60 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | 2870*940*1200 | 12~1440 | 3.24 | |
8 | 0.45 | 0.60 | 0.23 | 1.02 | 1.425 | 0.948 | 0.75 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | 2945*1120*1200 | 16.2~2268 | 3.96 | |
9 | 0.60 | 0.60 | 0.23 | 1.02 | 1.500 | 1.0 | 0.90 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | 3020*1300*1200 | 45~3060 | 4.71 | |
10 | 0.75 | 0.60 | 0.23 | 1.38 | 1.575 | 1.053 | 1.05 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | 3095*1480*1200 | 90~3960 | 5.50 | |
11 | 0.90 | 0.60 | 0.23 | 1.56 | 1.650 | 1.099 | 1.20 | 0.92 | 0.08 | 0.95 | 3170*1660*1200 | 108~4500 | 6.31 | |
12 | 1.00 | 0.60 | 0.23 | 1.68 | 1.705 | 1.139 | 1.30 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | 3200*1780*1250 | 105~5400 | 7.12 | |
13 | 1.20 | 0.60 | 0.23 | 1.92 | 1.80 | 1.203 | 1.50 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | 3320*2020*1250 | 126*7200 | 8.38 | |
14 | 1.50 | 0.60 | 0.23 | 2.28 | 1.95 | 1.303 | 1.80 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | 3470*2380*1250 | 162~9000 | 10.32 | |
15 | 1.80 | 0.60 | 0.23 | 2.64 | 2.10 | 1.399 | 2.10 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | 3620*2740*1250 | 288~10800 | 12.40 | |
16 | 2.10 | 0.60 | 0.23 | 3.00 | 2.25 | 1.504 | 2.40 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | 3770*3100*1250 | 342~12960 | 14.61 | |
17 | 2.40 | 0.60 | 0.23 | 3.36 | 2.40 | 1.604 | 2.70 | 0.92 | 0.08 | 1.0 | 3920*3460*1250 | 360~14400 | 16.96 | |
18 | 3.05 | 0.91 | 0.343 | 4.76 | 4.27 | 1.794 | 3.68 | 1.83 | 0.152 | 1.22 | 7010*4860*1250 | 576~29800 | 42.60 |
五:巴歇爾槽安裝注意事項
1·巴歇爾槽的中心線要與渠道的中心線重合,使水流進(jìn)入巴歇爾槽不出現(xiàn)偏流。
2·巴歇爾槽安裝在渠道上要牢固。與渠道側(cè)壁、渠底連結(jié)要緊密,不能漏水。使水流全部流經(jīng)巴歇爾槽的計量部位。巴歇爾槽 的計量部位是槽內(nèi)喉道段。
3·巴歇爾槽通水后,水的流態(tài)要自由流。巴歇爾槽的淹沒度要小于規(guī)定的臨界淹沒度。
4·巴歇爾槽的上游應(yīng)有大于5倍渠道寬的平直段,使水流能平穩(wěn)進(jìn)入巴歇爾槽。即沒有左右偏流,也沒有渠道坡降形成的沖力。 (參見下圖)
步:巴歇爾槽放入明渠中,保持槽子水平,
要求:
(1)保持巴歇爾槽下游排放暢通。不積水,如不暢通。保持水位差大于或等于30MM。
(2)巴歇爾槽前直段有1-3米的距離緩沖區(qū),緩沖渠應(yīng)和槽子底部水平,有便于超聲波的測量。
(3) 必須保證巴歇爾槽下游有水位差,排放暢通,不會積水。
第二步:在巴歇爾槽左右用混凝土澆灌或用磚累起,保證槽子不變形,大槽子內(nèi)部要有支撐,保證槽子不凸出。保證水流全 部 從巴歇爾槽經(jīng)過。巴歇爾槽安裝一定是要水平。如果槽子距渠道距離過大,用磚壘砌使槽子和磚距離始終保持 50- 100 毫米,然后用水泥砂漿填滿。
(4)巴歇爾槽安裝的幾種情況:
巴歇爾槽安裝的最關(guān)鍵點:必須保證巴歇爾槽下游有水位差,排放通暢,不會積水。
注:巴歇爾槽支架處為水流上游。