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常用污染源高溫水流量計(jì)流量測量技術(shù)原理與選用
點(diǎn)擊次數(shù)：2547 發(fā)布時(shí)間：2021-09-08 01:19:59
污染源廢水流量測量是污染物流量控制制度的重要基礎(chǔ)，工作二本文主要總結(jié)了堰法、測流槽法、流速儀法、高溫水流量計(jì)法等常用敞口明渠污染源廢水流量測量技術(shù)的原理及特點(diǎn)，比較了各技術(shù)的適用性能，指出了選用合適測量方法區(qū)遵循的原則二關(guān)鍵詞污染源廢水流量測量技術(shù)原理與選用。
一、污染源廢水流量測量的重要性
在總量控制、總量考核、總量收費(fèi)和污染源調(diào)查及污染源評價(jià)中，不僅要獲取污染物的濃度值，還要通過廢水流量的測量計(jì)算出污染物排放總量「’長廢水流量的測量準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到污染源廢水排放總量以及其他污染物排放總量計(jì)算正確與否，所以污染源廢水流量測量是污染源總量減排監(jiān)測和工業(yè)污染源監(jiān)督性監(jiān)測工作中*基礎(chǔ)也是*重要的工作。
二、廢水流量測量技術(shù)
我們?nèi)粘＝佑|的污染源廢水多為敞口明渠排放「?7，明渠流量測定技術(shù)按測量原理不同可分為堰法、測流槽法、流速儀法、高溫水流量計(jì)法和容器法等「a長
(一)堰法
1.測量原理 在明渠適當(dāng)位置裝一擋板，水流被阻斷，水位升到檔板上端堰口，便從堰口流出水流剛流出的流量小于渠道中原來的流量，水位繼續(xù)上升，流出流量隨之增加，直到流出量等于渠道原流量，水位便穩(wěn)定在某一高度，測出水位高度便可求取流量「s -c}長 堰式流量計(jì)測流原理如圖1所示，流量口按下式計(jì)算:
口=hit "
式中，人-流量系數(shù);
堰頂水頭，即離堰口水位高度;
n—取決于堰口形狀的指數(shù)，為5/2或3/2
2.技術(shù)特點(diǎn)
堰式測流法的特點(diǎn)是
(1)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，測量精度和可靠性好;
(2)水頭損失大，不能用于平坦地面的渠道;
(3)堰上游易堆積固形物，要定期清理
(二)測流槽法
1.測量原理
縮小渠道一段通道斷面成喉道部，喉道因面積縮小而流速增加，其上游水位被抬高，以增加流速所需動(dòng)能(即增加的動(dòng)能由所抬高水位位能轉(zhuǎn)變過來)，測量抬高水位求取流量 測流槽有多種類型，在歐洲普遍使用文丘里槽，后又在文丘里槽基礎(chǔ)上開發(fā)了適用于矩形明渠的巴歇爾槽，我國使用*多的是巴歇爾槽「R長 標(biāo)準(zhǔn)巴歇爾槽外形如圖2所示，
流量口按下式計(jì)算:
Q=Chan 式中，L—流量系數(shù);
h—上游水頭;
n—由喉道規(guī)格決定的指數(shù)
2.技術(shù)特點(diǎn)
巴歇爾槽法測流量的特點(diǎn)是:
(1)只需要測量液位就可以計(jì)算出流量;
(2)水中固態(tài)物質(zhì)幾乎不沉淀，隨水流排出;
(3)水位抬高比堰小，適用于不允許有大落差的渠道;
(4)制造復(fù)雜，不適用圓形暗渠
(三)流速儀法
1.測量原理
流速儀法，是通過測出流通通道某局部(點(diǎn)、線或小面積)流速，代表平均流速，再測量水位求得流通面積，乘以局部流速與平均流速間的系數(shù)，經(jīng)演算求取流量
超聲流速儀外形結(jié)構(gòu)如圖3所示，流量口為:
Q=AKLVL
式中，A—流通面積;
KL—線流速修正系數(shù);
2.技術(shù)特點(diǎn)
流速儀法測流的特點(diǎn)是:
(1)測量相對較準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，適合計(jì)量監(jiān)控收費(fèi)管理系統(tǒng);
(2)對渠道截面形狀無要求，渠道是什么形狀就可以用什么形狀的截面進(jìn)行流量測量，并通過軟件和數(shù)學(xué)模型加以修正;
(3)流量測量范圍廣，水量沒有限制;
(4)從流速和水位兩個(gè)信號(hào)求取流量，在受背壓狀態(tài)下流動(dòng)也能測量，可以測逆向流;
(5)超聲流速計(jì)和超聲液位計(jì)不會(huì)阻礙流路，幾乎不會(huì)發(fā)生固形物堆積現(xiàn)象，不用清污，長期運(yùn)行幾乎不用維護(hù);
(6)在原渠道上安裝容易，無需改造渠道;
(7)易受流速分布影響，測量處上下游要有足夠長的直渠渠道
(四)高溫水流量計(jì)法
1.測量原理
潛水式高溫水流量計(jì)是在渠道中置一擋板截流，在擋板底部裝上潛水電磁流量傳感器擋板截住渠道，迫使水流只能從流量傳感器中流過，以較原來高的流速通向下游，從而抬高檔板上游的水位，產(chǎn)生擋板上下游水位差h，此水位差的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉伲瑵撍?strong>高溫水流量計(jì)外形結(jié)構(gòu)如圖4所示，流量口計(jì)算公式為:
Q=Au=√
2. 技術(shù)特點(diǎn)
潛水式高溫水流量計(jì)的特點(diǎn)是:
(1)無活動(dòng)件，可測量含有固體顆粒或懸浮體的液體;
(2)可使用于受潮水等形成下游測水位變化的渠道;
(3)因設(shè)置擋板截流，測量與渠道形狀和上游直渠道狀況無關(guān);
(4)水頭損失比較大，流量傳感器內(nèi)必須保持滿管流;
(5)擋板前會(huì)有一定程度固形物堆積，要定期清理
(五)容器法
將污水納人已知容量的容器中，測定其充滿容器所需要的時(shí)間，從而計(jì)算污水量的方法木法簡單易行，測量精度較高，適用于計(jì)量污水量較小的(流量小于SOt/d )連續(xù)或間歇排放的污水
三、廢水流量測量技術(shù)適用性能比較
常用明渠流量測量技術(shù)因測量原理不同，產(chǎn)生了各自的技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)將*常用的堰法、巴歇爾槽法、流速儀法、潛水式高溫水流量計(jì)法的流量測量適用性和安裝要求等適用性能比較歸納如表l;
表1常用明渠流量測量技術(shù)適用性能比較Ah2gh
式中，A—流量傳感器開孔面積;
u—流量傳感器測定流速;
K—流量系數(shù);
g—重力加速度
四、廢水流量測量技術(shù)選用
污染源廢水排放量多少不同，排放口類型各異，選擇合適的廢水流量測量方法主要需考慮以下因素。:
(1)水路大小和形狀，流速范圍，*大流量和*小流量;
(2)測量精確度要求;
(3)流量計(jì)設(shè)置場所和環(huán)境條件;
(4)液體狀況，潔凈程度，含有固相濃度，腐蝕性;
(5)現(xiàn)場允許落差(或升高水位)和渠道坡度;
(6)與液體接觸的儀表零部件材料;
(7)選用超聲流速計(jì)和電磁流速計(jì)時(shí)要分別對液體濁度或電導(dǎo)率作調(diào)查，其要求可參照超聲流量計(jì)和高溫水流量計(jì)要求。
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在總量控制、總量考核、總量收費(fèi)和污染源調(diào)查及污染源評價(jià)中，不僅要獲取污染物的濃度值，還要通過廢水流量的測量計(jì)算出污染物排放總量「’長廢水流量的測量準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到污染源廢水排放總量以及其他污染物排放總量計(jì)算正確與否，所以污染源廢水流量測量是污染源總量減排監(jiān)測和工業(yè)污染源監(jiān)督性監(jiān)測工作中*基礎(chǔ)也是*重要的工作。
二、廢水流量測量技術(shù)
我們?nèi)粘＝佑|的污染源廢水多為敞口明渠排放「?7，明渠流量測定技術(shù)按測量原理不同可分為堰法、測流槽法、流速儀法、高溫水流量計(jì)法和容器法等「a長
(一)堰法
1.測量原理 在明渠適當(dāng)位置裝一擋板，水流被阻斷，水位升到檔板上端堰口，便從堰口流出水流剛流出的流量小于渠道中原來的流量，水位繼續(xù)上升，流出流量隨之增加，直到流出量等于渠道原流量，水位便穩(wěn)定在某一高度，測出水位高度便可求取流量「s -c}長 堰式流量計(jì)測流原理如圖1所示，流量口按下式計(jì)算:
口=hit "
式中，人-流量系數(shù);
堰頂水頭，即離堰口水位高度;
n—取決于堰口形狀的指數(shù)，為5/2或3/2
2.技術(shù)特點(diǎn)
堰式測流法的特點(diǎn)是
(1)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，測量精度和可靠性好;
(2)水頭損失大，不能用于平坦地面的渠道;
(3)堰上游易堆積固形物，要定期清理
(二)測流槽法
1.測量原理
縮小渠道一段通道斷面成喉道部，喉道因面積縮小而流速增加，其上游水位被抬高，以增加流速所需動(dòng)能(即增加的動(dòng)能由所抬高水位位能轉(zhuǎn)變過來)，測量抬高水位求取流量 測流槽有多種類型，在歐洲普遍使用文丘里槽，后又在文丘里槽基礎(chǔ)上開發(fā)了適用于矩形明渠的巴歇爾槽，我國使用*多的是巴歇爾槽「R長 標(biāo)準(zhǔn)巴歇爾槽外形如圖2所示，
流量口按下式計(jì)算:
Q=Chan 式中，L—流量系數(shù);
h—上游水頭;
n—由喉道規(guī)格決定的指數(shù)
2.技術(shù)特點(diǎn)
巴歇爾槽法測流量的特點(diǎn)是:
(1)只需要測量液位就可以計(jì)算出流量;
(2)水中固態(tài)物質(zhì)幾乎不沉淀，隨水流排出;
(3)水位抬高比堰小，適用于不允許有大落差的渠道;
(4)制造復(fù)雜，不適用圓形暗渠
(三)流速儀法
1.測量原理
流速儀法，是通過測出流通通道某局部(點(diǎn)、線或小面積)流速，代表平均流速，再測量水位求得流通面積，乘以局部流速與平均流速間的系數(shù)，經(jīng)演算求取流量
超聲流速儀外形結(jié)構(gòu)如圖3所示，流量口為:
Q=AKLVL
式中，A—流通面積;
KL—線流速修正系數(shù);
2.技術(shù)特點(diǎn)
流速儀法測流的特點(diǎn)是:
(1)測量相對較準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，適合計(jì)量監(jiān)控收費(fèi)管理系統(tǒng);
(2)對渠道截面形狀無要求，渠道是什么形狀就可以用什么形狀的截面進(jìn)行流量測量，并通過軟件和數(shù)學(xué)模型加以修正;
(3)流量測量范圍廣，水量沒有限制;
(4)從流速和水位兩個(gè)信號(hào)求取流量，在受背壓狀態(tài)下流動(dòng)也能測量，可以測逆向流;
(5)超聲流速計(jì)和超聲液位計(jì)不會(huì)阻礙流路，幾乎不會(huì)發(fā)生固形物堆積現(xiàn)象，不用清污，長期運(yùn)行幾乎不用維護(hù);
(6)在原渠道上安裝容易，無需改造渠道;
(7)易受流速分布影響，測量處上下游要有足夠長的直渠渠道
(四)高溫水流量計(jì)法
1.測量原理
潛水式高溫水流量計(jì)是在渠道中置一擋板截流，在擋板底部裝上潛水電磁流量傳感器擋板截住渠道，迫使水流只能從流量傳感器中流過，以較原來高的流速通向下游，從而抬高檔板上游的水位，產(chǎn)生擋板上下游水位差h，此水位差的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉伲瑵撍?strong>高溫水流量計(jì)外形結(jié)構(gòu)如圖4所示，流量口計(jì)算公式為:
Q=Au=√
2. 技術(shù)特點(diǎn)
潛水式高溫水流量計(jì)的特點(diǎn)是:
(1)無活動(dòng)件，可測量含有固體顆粒或懸浮體的液體;
(2)可使用于受潮水等形成下游測水位變化的渠道;
(3)因設(shè)置擋板截流，測量與渠道形狀和上游直渠道狀況無關(guān);
(4)水頭損失比較大，流量傳感器內(nèi)必須保持滿管流;
(5)擋板前會(huì)有一定程度固形物堆積，要定期清理
(五)容器法
將污水納人已知容量的容器中，測定其充滿容器所需要的時(shí)間，從而計(jì)算污水量的方法木法簡單易行，測量精度較高，適用于計(jì)量污水量較小的(流量小于SOt/d )連續(xù)或間歇排放的污水
三、廢水流量測量技術(shù)適用性能比較
常用明渠流量測量技術(shù)因測量原理不同，產(chǎn)生了各自的技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)將*常用的堰法、巴歇爾槽法、流速儀法、潛水式高溫水流量計(jì)法的流量測量適用性和安裝要求等適用性能比較歸納如表l;
表1常用明渠流量測量技術(shù)適用性能比較Ah2gh
式中，A—流量傳感器開孔面積;
u—流量傳感器測定流速;
K—流量系數(shù);
g—重力加速度
四、廢水流量測量技術(shù)選用
污染源廢水排放量多少不同，排放口類型各異，選擇合適的廢水流量測量方法主要需考慮以下因素。:
(1)水路大小和形狀，流速范圍，*大流量和*小流量;
(2)測量精確度要求;
(3)流量計(jì)設(shè)置場所和環(huán)境條件;
(4)液體狀況，潔凈程度，含有固相濃度，腐蝕性;
(5)現(xiàn)場允許落差(或升高水位)和渠道坡度;
(6)與液體接觸的儀表零部件材料;
(7)選用超聲流速計(jì)和電磁流速計(jì)時(shí)要分別對液體濁度或電導(dǎo)率作調(diào)查，其要求可參照超聲流量計(jì)和高溫水流量計(jì)要求。
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