EN
Ziņas
Plūsmas mērītāja mērījumu pamācība
Time : 2025-08-14
Ievads
Plūsma attiecas uz šķidruma tilpumu, kas noteiktā laika vienībā iziet caur noteiktu punktu. Ūdens resursu mērījumos plūsmu parasti kvantificē vienībās, piemēram, kubikpēdas sekundē (cfs), kubikmetri sekundē (cms), galoni minūtē (gpm) vai citās līdzīgās vienībās. Precīza plūsmas mērīšana ir kritiski svarīga pielietojumiem, tostarp sistēmas kontrolei, norēķiniem un inženierprojektēšanai. Šis raksts izklāsta vairākas bieži izmantotas plūsmas mērīšanas metodes un sniedz attiecīgu informāciju.
Plūsmas nepārtrauktības vienādojums
Stacionāros apstākļos (t.i., nemainīgi laika gaitā) nepārtrauktības princips nosaka, ka ūdens, kas ieplūst caurules vienā galā, ir jāizplūst otrā galā. Nepārtrauktības vienādojums tiek izteikts kā:
Plūsma = Ātrums × Šķērsgriezuma laukums
Stacionāros apstākļos ātruma un šķērsgriezuma laukuma reizinājums jebkurā caurules punktā paliek nemainīgs. Piemēram, ja ātrums tiek mērīts 10 pēdas sekundē un šķērsgriezuma laukums ir 10 kvadrātpēdas, plūsmas ātrums būs 10 × 10 = 100 kubikpēdas sekundē.
Atvērtā kanāla plūsmas mērīšanas metodes
Vizīvas novērtēšanas metode
Šī pamata pieeja ietver plūsmas novērtēšanu, vizuāli novērtējot ātrumu un šķērsgriezuma laukumu. Lineāls var uzlabot laukuma mērījumu precizitāti, bet hronometrs var izmērīt peldošu atkritumu kustības laiku zināmā attālumā, lai novērtētu ātrumu.
Pielietojums: Zemas plūsmas scenāriji vai aptuveni novērtējumi.
Dziļuma līdz plūsmai metode (Manninga vienādojums)
Kad kanāla ģeometrija un slīpums ir zināmi un plūsma ir vienmērīga, Manninga vienādojums aprēķina plūsmu, izmantojot dziļuma mērījumus. Formula saista ātrumu ar dziļumu, slīpumu un Manninga raupjuma koeficientu (n).
Piezīme: Nav piemērots pakāpeniski mainīgai plūsmai (piemēram, aizplūšanas zonai aiz dambiem). ASV Ģeoloģijas dienests (USGS) bieži izmanto šo metodi, izmantojot hidrauliskos modeļus, lai noteiktu stadijas un plūsmas attiecības.
Galvenie mērīšanas ierīces
Konstrukcijas, piemēram, kanāli vai pārplūdes, piespiež plūsmu iziet caur kritisko dziļumu, izveidojot vienu pret vienu attiecību starp dziļumu un plūsmu.
Priekšrocības: bezkontakta mērīšana, augsta uzticamība.
Trūkumi: iespējams galvas zudums. Tiek uzskatīta par visprecīzāko atvērtā kanāla metodi.
Platības-ātruma mērītāji (AV mērītāji)
Šie ierīces mēra dziļumu (pārveidojot to par laukumu) un ātrumu (izmantojot Doplera ultraskaņu vai optisko virsmas sekošanu), lai aprēķinātu plūsmu, izmantojot nepārtrauktības vienādojumu. Bieži sastopami zīmoli ir ISCO, ADS un Hach (Sigma un Marsh-McBirney mērītāji).
Lietojums: Īstermiņa kanalizācijas uzraudzība.
Trūkumi: Prasa sensora iegremdēšanu, biežu apkopi un nodrošina zemāku precizitāti nekā galvenie ierīces.
Laika plūsmas mērītāji
Izstrādāti lielām caurulēm naftas rūpniecībā, tie izmanto ultraskaņas viļņu pārejas laiku starp sensoriem, lai aprēķinātu ātrumu.
Priekšrocības: Augsta precizitāte, izmantojot šķērsgriezuma ātruma profili.
Trūkumi: Augstāka cena sarežģītās uzstādīšanas dēļ.
Pilnas caurules plūsmas mērīšanas metodes
Venturi mērītāji
Izmanto Venturi efektu – plūsmas sašaurināšanu, lai izveidotu spiediena kritumu mērīšanai, izmantojot Bernulli principu.
Lietojums: Tīrs ūdens; notekūdeņi var aizsprostot spiediena atveres.
Turbīnas plūsmas mērītāji
Mehāniski ierīces, kas mēra plūsmu, izmantojot turbīnas rotācijas ātrumu.
Ierobežojumi: Piemēroti tikai tīram ūdenim; notekūdeņos esošās cietās daļiņas var aizķert turbīnu.
Magnētiskie plūsmas mērītāji
Darbojas pēc Faradeja indukcijas likuma, reģistrējot spriegumu, ko rada šķidruma kustība caur magnētisko lauku.
Priekšrocības: Nav pievienotas galvas zudumu; tagad pieejami arī atvērtu kanālu lietošanai.
Secinājums
Katram paņēmienam ir unikālas priekšrocības, ierobežojumi un precizitātes līmenis. Atbilstošas metodes izvēle ir atkarīga no konkrētām pielietojuma prasībām. Mākonī balstīti analīzes rīki var uzlabot datu apstrādi un veiktspējas novērtēšanu plūsmas mērītājiem.
