EN
Nyheter
Veiledning for måling med strømningsmåler
Time : 2025-08-14
Introduksjon
Strømning henviser til volumet av væske som passerer gjennom et gitt punkt per tidsenhet. I vannressursmålinger kvantifiseres strømning vanligvis i enheter som kubikkfot per sekund (cfs), kubikkmeter per sekund (cms), gallon per minutt (gpm), eller andre lignende enheter. Nøyaktige strømningsmålinger er avgjørende for anvendelser som systemkontroll, fakturering og ingeniørdesign. Denne artikkelen beskriver flere vanlige metoder for strømningsmåling og gir relevant bakgrunnsinformasjon.
Kontinuitetsligning for strømning
Under steady-state forhold (dvs. uforandret over tid) dikterer kontinuitetsprinsippet at vannet som kommer inn i en ende av en rørledning må forlate den andre enden. Kontinuitetsligningen uttrykkes som:
Strømning = Hastighet × Tverrsnittsareal
Under steady-state forhold forblir produktet av hastighet og tverrsnittsareal konstant i ethvert punkt langs røret. For eksempel, hvis hastigheten måles til 10 fot per sekund og tverrsnittsarealet er 10 kvadratfot, vil strømningshastigheten være 10 × 10 = 100 kubikkfot per sekund.
Metoder for måling av åpen kanalstrømning
Visuell estimeringsmetode
Denne grunnleggende tilnærmingen innebærer å estimere strømning ved å vurdere hastighet og tverrsnittsareal visuelt. En linjal kan forbedre nøyaktigheten i arealmåling, mens et stoppeklokke kan brukes til å måle hvor lang tid flytende rester tar over en kjent avstand for å estimere hastighet.
Anvendelser: Lavstrømningsforhold eller grove overslagsberegninger.
Dybde-til-strømning metode (Mannings ligning)
Når kanals geometri og helning er kjent og strømmen er jevn, beregner Manning's ligning strømmen ved hjelp av dypdemålinger. Formelen relatert hastighet til dypde, helning og Manning's ruhetstall (n).
Merk: Ikke egnet for gradvis varierende strømning (f.eks. oppstemt vann oppstrøms for demninger). United States Geological Survey (USGS) bruker ofte denne metoden, med hydrauliske modeller for å etablere nivå-avrenningsforhold.
Primære måleenheter
Konstruksjoner som formater eller demninger tvinger strømmen gjennom kritisk dypde, og skaper en én-til-én-relasjon mellom dypde og strømning.
Fordeler: Ikke-kontakt måling, høy pålitelighet.
Ulemper: Mulig tap av trykkhøyde. Regnes som den mest nøyaktige metoden for måling i åpne kanaler.
Arealhastighetsmålere (AV-målere)
Disse måler dypde (omgjort til areal) og hastighet (ved hjelp av Doppler-ultralyd eller optisk overflatesporing) for å beregne strømning ved hjelp av kontinuitetsligningen. Vanlige merker inkluderer ISCO, ADS og Hach (Sigma og Marsh-McBirney målere).
Applikasjoner: Kortvarig overvåking av avløpssystemer.
Ulemper: Krever sensorneddykking, hyppig vedlikehold og har lavere nøyaktighet enn primære enheter.
Transittidstrømmålere
Utviklet for store rør i petroleumsnæringen, bruker disse ultralydbølgers transittid mellom sensorer til å beregne hastighet.
Fordeler: Høy presisjon gjennom tverrsnittshastighetsprofiler.
Ulemper: Høyere kostnad på grunn av kompleks installasjon.
Fullrørmålemetoder for væskestrøm
Venturimålere
Bruker Venturi-effekten – innsnevring av strømmen for å skape et trykkfall som måles ved hjelp av Bernoullis prinsipp.
Applikasjoner: Rent vann; avløp kan føre til tilstopping av trykkporter.
Turbinstrømmålere
Mekaniske enheter som måler strømning via turbinrotasjonshastighet.
Begrensninger: Egner seg bare for rent vann; faste stoffer i avløpsvann kan låse turbinen.
Magnetiske flowmålere
Virker etter Faradays induksjonslov, som registrerer spenning som induseres av væskebevegelse gjennom et magnetfelt.
Fordeler: Ingen tilført tapshøyde; er nå tilgjengelig for bruk i åpne kanaler.
Konklusjon
Hver metode har unike fordeler, begrensninger og nivåer av nøyaktighet. Valg av riktig teknikk avhenger av spesifikke krav til anvendelsen. Skybaserte analyseredskaper kan forbedre databehandling og ytelsesvurdering for strømningsmålere.
