摘(zhai)要:明(ming)渠流(liu)量(liang)計 在實(shi)際測量(liang)中,經常(chang)會出(chu)現因(yin)設計(ji)、儀表(biao)選(xuan)型(xing)、量水堰槽(cao)加工、儀表(biao)安裝(zhuang)及調(diao)試不(bu)當等(deng)諸(zhu)多原因(yin)造成的測(ce)量誤(wu)差,從(cong)而對下遊(you)的污(wu)水(shui)處(chu)理造(zao)成影(ying)響。介紹了(le)明渠流量(liang)計的(de)測量(liang)原(yuan)理(li)及量(liang)水堰(yan)槽(cao)的結構(gou)要求(qiu),并(bing)結合實(shi)際應用提(ti)出了選型(xing)及安裝調(diao)試等的注意事(shi)項,以(yi)減小測量(liang)誤差。
　　近年(nian)來,随着民衆環(huan)保意(yi)識的增(zeng)強(qiang)，國家(jia)環保(bao)部(bu)門(men)對工(gong)業污(wu)水(shui)排放的要求(qiu)越來越嚴(yan)格,明(ming)渠流(liu)量計以其非接觸測(ce)量及可用于敞(chang)開渠道(dao)的優勢(shi),在污(wu)水處(chu)理裝(zhuang)置中(zhong)得到(dao)了廣(guang)泛應用。結(jie)合工(gong)程案(an)例對(dui)明渠(qu)流量(liang)的工作原理及(ji)應用(yong)進行(hang)歸納、分析(xi).總結,以供同(tong)行參考(kao)。
1測量原理及計(ji)算公式
1.1測量原(yuan)理
　　明(ming)渠(qu)流(liu)量計由量(liang)水(shui)堰(槽)和(he)水位(wei)流量轉換(huan)儀表(biao)(二次(ci)儀表(biao))組成(cheng),其(qi)中(zhong)二次(ci)儀表(biao)除完成水(shui)位流(liu)量(liang)轉(zhuan)換外(wai),還顯(xian)示瞬時流(liu)量和累積(ji)流量(liang)。在流(liu)體流經标(biao)準堰或槽(cao)時,将形成(cheng)液位與流(liu)量的對(dui)應(ying)關系(xi),二次儀(yi)表測量(liang)液位,再根(gen)據相(xiang)應公(gong)式(儀(yi)表内(nei)部微(wei)處(chu)理(li)器運(yun)算)轉換(huan)成流量(liang)進行(hang)顯示。常用(yong)超聲(sheng)回波測距(ju)法來測(ce)量液位，超聲波固定探(tan)頭安(an)裝在(zai)量水堰(槽(cao))水位觀測(ce)點上方。
1)堰(yan)。在流(liu)道中(zhong)設置(zhi)上部(bu)有缺口的(de)闆壁,流體被堰(yan)擋住(zhu),水位(wei)有--定升高(gao),然後通(tong)過(guo)缺口(kou)向下遊(you)側(ce)流去(qu)。這時(shi)闆壁上遊(you)側水位(wei)與(yu)流量有對(dui)應關(guan)系,通(tong)過測量(liang)水(shui)位可(ke)以計算出流量(liang)值。根據缺(que)口形狀,分(fen)爲三(san)角堰(yan)、矩形堰、等(deng)寬堰等。
2)槽。敞開(kai)流道(dao)的某部(bu)分(fen)節流(liu)時,該處(chu)的流速(su)增大(da),同(tong)時(shi)該部(bu)分的(de)水位(wei)下降(jiang),測量(liang)水位(wei)的下降量(liang)求流量的(de)裝置叫做(zuo)水槽(cao)。常用的水槽有(you)巴歇(xie)爾水(shui)槽和(he)帕爾(er)默·玻魯斯(si)水槽。
　　因(yin)篇(pian)幅有(you)限，文中僅介紹(shao)三角堰、矩形堰(yan)及巴(ba)歇(xie)爾槽的(de)測量(liang)原理(li)及計算公式。
1.2流(liu)量計(ji)算公式
1)三角堰結構(gou)如(ru)圖(tu)1所示(shi)，三角堰流量公式如(ru)下:
 
　　式(shi)中:qv--體(ti)積流量,m³/s;Ce--流(liu)量系(xi)數(需(xu)查(cha)表);θ--角缺(que)口夾角(jiao),20°≤θ≤100°;he--有(you)效水(shui)頭,m,he=h+Kh(h-實(shi)測水頭，m,Kh--水(shui)頭修正系(xi)數)。
2)矩(ju)形堰結構(gou)如圖(tu)2所示,矩(ju)形(xing)堰流(liu)量公(gong)式如下:
 
　　式(shi)中:be--有效堰(yan)口寬度,m,be=b+Kb(b-實(shi)測(ce)堰口寬(kuan)度,m,Kb--寬度修正系(xi)數)
3)巴歇(xie)爾(er)槽爲(wei)矩形橫斷(duan)面短喉道(dao)槽,由(you)喉道(dao)上遊均勻收縮段、喉道段和喉(hou)道下遊均(jun)勻擴(kuo)散段組成,如圖(tu)3所示。根(gen)據(ju)喉道(dao)寬度(du)分爲(wei)三種(zhong)類型:小(xiao)型槽(b=0.076,0.152,0.228m)、标(biao)準型(xing)槽(0.25m≤b≤2.4m)和(he)大型(xing)槽(3.05m≤b≤15.24m)。因篇(pian)幅(fu)有限(xian),文中(zhong)僅介紹标(biao)準型(xing)槽的(de)水位流量(liang)關系。巴歇(xie)爾槽流量(liang)公式(shi)如下(xia):
 
　　式中:b-喉道(dao)寬度,m;ha--實測水頭(tou),m。
 
2結構技(ji)術(shu)要求(qiu)
　　每種堰(yan)或(huo)槽都有一(yi)定(ding)的結構(gou)要求(qiu)，如(ru)量(liang)水堰(槽)結構達(da)不到(dao)要求,即便(bian)明渠流量(liang)計的選型(xing)和安裝再(zai)仔細(xi)，測量結果也會(hui)大打(da)折(she)扣(kou)。
2.1三角(jiao)堰的結構(gou)要求(qiu)
1)堰闆上遊(you)面爲(wei)平面,在(zai)表(biao)面上(shang)任意兩點間的(de)連線(xian)與(yu)垂直于(yu)軸線的平(ping)面之(zhi)間的斜(xie)率(lü)應小(xiao)于1%。
2)三角形(xing)缺口(kou)堰頂(ding)線bc,cd爲直線(xian)。
3)三角(jiao)形缺(que)口夾(jia)角(0)平(ping)分(fen)線(xian)O'O'與堰(yan)闆中(zhong)垂線(xian)OO應重(zhong)合。
4)堰(yan)闆(pan)項面ab,df在(zai)同一水平面内(nei),與三角(jiao)形缺口(kou)角度平分(fen)線O'O''成90°。
5)堰闆(pan)堰(yan)口加工(gong)要求如圖4所示(shi),堰口頂面(mian)爲平(ping)面,與堰(yan)闆上遊(you)面相交處成銳(rui)緣狀(zhuang)态,若(ruo)堰口(kou)銳緣(yuan)處(chu)被(bei)磨圓(yuan),其圓弧半(ban)徑不能大(da)于(yu)0.25mm。堰(yan)口頂(ding)面寬度爲1~2mm,允許(xu)寬度不(bu)得超出(chu)0.8~3.0mm。堰口表面(mian)應無(wu)毛刺(ci)和(he)刮痕,表(biao)面粗(cu)糙度爲3.2。
 
6)堰(yan)闆上(shang)遊面距堰(yan)頂20~50mm範圍(wei)内(nei)要求加工(gong)成光滑表(biao)面,粗(cu)糙度(du)爲3.2,在(zai)此範圍内一般(ban)不得有(you)凸出物,如采(cai)用螺(luo)栓安(an)裝堰(yan)闆時(shi),其螺栓凸(tu)出物不得(de)超出于堰闆上遊面(mian)成1:10坡(po)度的(de)斜面(mian)。
7)當堰闆厚(hou)度大(da)于(yu)堰(yan)口頂(ding)面寬度(1~2mm)時,超出(chu)堰口(kou)頂面(mian)寬度(du)部分應加工成(cheng)斜面(mian),斜面與頂(ding)面夾(jia)角不(bu)得小于45°,斜面(mian)表面粗(cu)糙度爲(wei)3.2。
2.2矩(ju)形堰(yan)的結構要求
1}矩(ju)形缺口(kou)中(zhong)垂線(xian)應與(yu)行近渠槽(cao)中心線相重合,側緣(yuan)(ac,fd)與底緣(cd)交(jiao)角爲(wei)90°,如圖(tu)5所示(shi)。
 
2)堰闆要(yao)求(qiu)與2.1節(jie)第1)條(tiao)相(xiang)同。
3)矩形(xing)缺口側緣(yuan)(ac,fd)及底(di)緣(cd)均爲銳(rui)緣堰(yan)口,加(jia)工要求與(yu)2.1節第5)~7)條相(xiang)同。
2.3巴(ba)歇爾槽的結構(gou)要求
1)進口(kou)收縮(suo)段要求底(di)面嚴(yan)格水(shui)平,兩(liang)側邊(bian)牆與底面垂直(zhi)與縱軸線成1:5的(de)比值(zhi)對稱收縮(suo)。喉道(dao)段兩(liang)側邊(bian)牆互(hu)相(xiang)平行,寬(kuan)度(b)尺(chi)寸正确。爲(wei)了預(yu)防超(chao)出設(she)計标準的(de)洪水(shui)漫溢(yi),進(jin)口收縮(suo)段邊牆高(gao)度應增加(jia)0.35~0.50m超(chao)高。
2)上下(xia)遊翼牆(qiang)長度取(qu)決于(yu)河渠的寬(kuan)度，要(yao)求翼(yi)牆插(cha)人河渠兩(liang)岸的(de)長度(du)不得少于0.4~0.5m。
3)大型巴(ba)歇爾槽(cao)可用混(hun)凝(ning)土材(cai)料建造,糙率要(yao)求小于0.017。小(xiao)型巴(ba)歇爾槽(cao)可(ke)用塑(su)料或(huo)玻璃(li)鋼材(cai)料建造。
3PTA污水處(chu)理工藝簡(jian)介
3.1概述
　　PTA裝(zhuang)置(zhi)生(sheng)産過(guo)程中，排出的混(hun)合廢(fei)水含有對(dui)苯二(er)甲酸、苯二(er)甲酸(suan)、苯甲酸、醋(cu)酸甲酯、醋酸等(deng)污染(ran)物,對水體(ti)有較大(da)的污染和危(wei)害(hai)。生(sheng)産廢(fei)水首先經(jing)過換熱、沉澱、水量水(shui)質調(diao)節及中和工序(xu)後,進人UASB厭(yan)氧池;UASB出水(shui)經冷(leng)卻塔降(jiang)溫後,與(yu)經過集(ji)水(shui)井提升的(de)其他(ta)廢水(shui)混合(he),一(yi)起(qi)進人兩段(duan)好氧(yang)系統(tong),分别爲射流曝氣池(chi)及微孔曝(pu)氣池;再經(jing)過濾(lü)池去(qu)除懸(xuan)浮物(wu)、臭氧接(jie)觸池進(jin)行高級氧(yang)化曝(pu)氣生物濾(lü)池進(jin)-一步去除(chu)COD;最後(hou)廢水進(jin)人(ren)絮凝過濾池,通(tong)過絮(xu)凝及過(guo)濾(lü)機制(zhi),保證(zheng)出水水質(zhi)達标(biao)。
3.2量水堰(槽(cao))選用(yong)原(yuan)則
　　選擇(ze)量水(shui)堰(槽(cao))時,除(chu)了要(yao)考慮(lü)渠道(dao)内流量(liang)的(de)大小(xiao),還要(yao)考慮渠道(dao)内水(shui)的(de)流(liu)态,是(shi)否能形(xing)成(cheng)自由(you)流。流量小(xiao)于2400L/min時,一般應選擇三(san)角堰。大(da)于(yu)2400L/min時,-般(ban)應選(xuan)擇巴歇爾(er)槽。如(ru)果流量大(da)于2400IL./min,而(er)渠道(dao)内水(shui)位落差又(you)較大時，可(ke)以(yi)選擇矩(ju)形堰;條(tiao)件允許(xu),最好(hao)選(xuan)擇(ze)巴歇(xie)爾槽。因巴(ba)歇爾(er)槽的水(shui)位與流(liu)量關(guan)系是(shi)由實(shi)驗标(biao)定出(chu)來的(de)，而且(qie)對上(shang)遊行進渠(qu)槽(cao)條件要(yao)求較低，而(er)三角(jiao)堰和(he)矩形堰的(de)水位與流量關系來(lai)源(yuan)于理論(lun)計算,易忽(hu)視一(yi)些使用條(tiao)件,帶(dai)來附(fu)加誤差。設計的(de)UASB厭氧池受(shou)安裝(zhuang)條(tiao)件(jian)影響(xiang),多選(xuan)用三角堰(yan)或矩形(xing)堰,其污水流(liu)量測量多(duo)選用(yong)明渠(qu)流量(liang)計,并(bing)采用(yong)分體(ti)式安裝,即(ji)超聲(sheng)波探(tan)頭(tou)和變送(song)器分(fen)開安(an)裝。
4儀(yi)表選(xuan)型(xing)及(ji)安裝(zhuang)注意事項(xiang)
4.1選型(xing)注意(yi)事項
1)用于(yu)過程(cheng)控制的場(chang)合,根(gen)據控制要(yao)求選(xuan)擇(ze)不同精(jing)度等(deng)級的(de)儀表(biao);有些無需(xu)作正(zheng)确控(kong)制和計量(liang)的場(chang)合(he),可以選(xuan)擇精(jing)度等(deng)級稍(shao)低的(de)儀表，如1.5級(ji)、2.5級,甚(shen)至(zhi)4.0級(ji)，這時(shi)也可(ke)以選用價(jia)格低廉(lian)的插人(ren)式明渠流(liu)量計。
2)根據(ju)不同的量(liang)水堰(槽(cao))種(zhong)類.形狀、材(cai)質，選擇不(bu)同的計算(suan)公式(shi)進行(hang)參(can)數設置(zhi)。
3)根據使用(yong)場合(he)的溫(wen)度環境選(xuan)擇合(he)适的(de)産品(pin)。
4.2安裝注(zhu)意(yi)事項(xiang).
1)儀表(biao)探(tan)頭和最高液(ye)面(mian)距離必(bi)須大于(yu)盲區。
2)儀(yi)表探頭安裝高(gao)度必(bi)須小于量(liang)程。
3)探(tan)頭必須垂(chui)直液面,探頭與液面間不能有(you)管道或其他障(zhang)礙物(wu)阻(zu)擋(dang)。
4)探頭(tou)必須(xu)安(an)裝在渠道中(zhong)央。
5)探(tan)頭須(xu)安裝在水(shui)堰(槽(cao))的上(shang)遊，一(yi)般距(ju)堰口(4~5)實測(ce)水頭(tou)高度位置(zhi)(巴歇(xie)爾槽探(tan)頭(tou)須安裝在(zai)喉(hou)道(dao)入口(kou)處)。
6)探頭發射角(jiao)内不能有障礙(ai)物。
7)探頭避(bi)免放(fang)在太陽(yang)直射的(de)地方(可加裝遮(zhe)陽罩(zhao))。
8)不要安裝(zhuang)在高壓(ya)、高(gao)電流(liu)以及強電(dian)磁場(chang)的電(dian)氣設備旁(pang)邊。
5儀(yi)表參(can)數設(she)置
　　明(ming)渠流(liu)量計(ji)安裝完(wan)畢後,需(xu)進行液(ye)位(wei)校準及流量參數設(she)定。有(you)效液(ye)位高(gao)度根(gen)據量水堰(yan)(槽)不(bu)同而(er)有不(bu)同的(de)定義(yi),如巴(ba)歇爾(er)槽-般(ban)旁邊(bian)有安(an)裝(zhuang)儀表的(de)連通測量(liang)管,管(guan)内液(ye)位即(ji)實際(ji)液位;三角(jiao)堰和(he)矩形堰(yan)是(shi)缺口(kou)以上部(bu)分(fen)的液(ye)位爲有(you)效液位(wei)。實測有效液位、校準(zhun)液位(wei)時,盡(jin)量要保(bao)持(chi)液面(mian)相對平靜、穩定(ding)。
　　參數設定根據不同(tong)廠家(jia)的産(chan)品而略有差别(bie),但大(da)同小異。一(yi)般需根據堰(槽(cao))種類(lei)選(xuan)擇設定(ding)編碼，輸入堰(槽(cao))尺寸參數,然後(hou)進人液位(wei)模式進行液(ye)位(wei)校準(zhun),再進(jin)人流量模(mo)式進行測量(具(ju)體設置需參閱(yue)選型(xing)産品調試(shi)說明書)。
6結(jie)束語
　　明渠(qu)流量(liang)計主(zhu)要與各種(zhong)标準(zhun)堰或槽配套,用(yong)于各類(lei)敞(chang)開式(shi)流道(dao)水量(liang)的計(ji)量或監測。明渠(qu)流量計(ji)因其本(ben)身的特點而廣(guang)泛應(ying)用(yong)在(zai)水利(li)工程及污(wu)水處(chu)理裝(zhuang)置的測量(liang)中,并具(ju)有其他儀表(biao)的優越性(xing)。在選(xuan)用(yong)時(shi),盡量消除(chu)或(huo)減小誤(wu)差帶來的(de)影響,不僅(jin)提高(gao)了該(gai)儀表的可(ke)靠性(xing)和正(zheng)确性(xing),而且(qie)對于整個裝置的生(sheng)産平(ping)穩運(yun)行也具(ju)有(you)重要(yao)意義。

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