EN
Vijesti
Vodič za mjerenje mjerača protoka
Time : 2025-08-14
Uvod
Protok se odnosi na volumen tekućine koji prođe kroz određenu točku u jedinici vremena. Kod mjerenja vodenih resursa, protok se obično izražava u jedinicama poput kubičnih stopa u sekundi (cfs), kubičnih metara u sekundi (cms), galona u minuti (gpm) ili drugim sličnim jedinicama. Točno mjerenje protoka ključno je za primjene uključujući upravljanje sustavima, naplatu i tehničko projektiranje. U ovom je članku opisano nekoliko uobičajenih metoda mjerenja protoka i dostavljena odgovarajuća pozadinska informacija.
Jednadžba kontinuiteta za protok
Pod uvjetima stacionarnog stanja (tj. bez promjena u vremenu), princip kontinuiteta određuje da voda koja uđe na jedan kraj cijevi mora izaći na drugom kraju. Jednadžba kontinuiteta izražena je kao:
Protok = Brzina × Površina poprečnog presjeka
U stacionarnim uvjetima, umnožak brzine i površine poprečnog presjeka ostaje konstantan u svakoj točki cijevi. Na primjer, ako se brzina izmjeri kao 10 stopa u sekundi, a površina poprečnog presjeka iznosi 10 kvadratnih stopa, tada je protok 10 × 10 = 100 kubnih stopa u sekundi.
Metode mjerenja protoka u otvorenim kanalima
Vizualna metoda procjene
Ova osnovna metoda uključuje procjenu protoka vizualnim ocjenjivanjem brzine i površine poprečnog presjeka. Ravnalo može poboljšati točnost mjerenja površine, dok se kronometrom može izmjeriti vrijeme kretanja plutajućeg otpadnog materijala na poznatoj udaljenosti kako bi se procijenila brzina.
Primjena: Situacije s niskim protokom ili grubom procjenom reda veličine.
Metoda dubina-protok (Manningova jednadžba)
Kada su poznati oblik i nagib kanala te je protok jednolik, Manningova jednadžba izračunava protok koristeći mjerenja dubine. Formula povezuje brzinu s dubinom, nagibom i Manningovim koeficijentom hrapavosti (n).
Napomena: Nije prikladno za postepeno promjenjivo strujanje (npr. val zadrške uzvodno od brana). Američka geološka služba (USGS) često koristi ovu metodu, koristeći hidrauličke modele za uspostavljanje odnosa između razine vode i protoka.
Primarni mjerni uređaji
Konstrukcije poput kanala ili preljeva koji prisiljavaju strujanje kroz kritičnu dubinu, stvarajući jednoznačnu vezu između dubine i protoka.
Prednosti: Mjerenje bez kontakta, visoka pouzdanost.
Nedostaci: Mogući gubitak tlaka. Smatra se najtočnijom metodom za otvorene kanale.
Mjerači površine i brzine (AV mjerači)
Oni mjere dubinu (pretvorenu u površinu) i brzinu (putem Doppler ultrazvuka ili optičkog praćenja površine) kako bi izračunali protok koristeći jednadžbu kontinuiteta. Uobičajeni brendovi uključuju ISCO, ADS i Hach (Sigma i Marsh-McBirney mjerači).
Primjena: Kratkotrajno praćenje kanalizacije.
Nedostaci: Zahtijeva uranjanje senzora, često održavanje i nudi nižu točnost u usporedbi s primarnim uređajima.
Mjerači protoka s vremenskim prijelazom
Razvijeni za velike cijevi u naftnoj industriji, ovi mjerači koriste vremena tranzita ultrazvučnih valova između senzora za izračunavanje brzine.
Prednosti: Visoka preciznost kroz profiliranje brzine poprečnog presjeka.
Nedostaci: Viša cijena zbog složene instalacije.
Metode mjerenja protoka u punim cijevima
Venturijevi mjerači
Koriste Venturijev efekt – sužavanje protoka radi stvaranja pada tlaka za mjerenje prema Bernoullijevoj jednadžbi.
Primjena: Čista voda; otpadne vode mogu začeprkati otvore za mjerenje tlaka.
Turbinasti Sаtovi Za Promet
Mehanički uređaji koji mjere protok preko brzine rotacije turbine.
Ograničenja: Pogodni samo za čistu vodu; čvrste tvari u otpadnoj vodi mogu zaglaviti turbinu.
Magnetni mjerila protoka
Rade na Faradayevom zakonu indukcije, otkrivajući napon inducirani kretanjem fluida kroz magnetsko polje.
Prednosti: Nema dodatnog gubitka tlaka; sada dostupno za uporabu u otvorenim kanalima.
Zaključak
Svaka metoda ima svojstvene prednosti, ograničenja i razinu točnosti. Odabir odgovarajuće tehnike ovisi o specifičnim zahtjevima primjene. Alati za analitiku zasnovani na oblaku mogu poboljšati obradu podataka i procjenu učinkovitosti za mjerače protoka.
