摘要:明(míng)渠流(liú)量計(jì) 在實際測量(liàng)中,經常(cháng)會出(chū)現因設計、儀表選型、量水(shuǐ)堰槽加(jiā)工、儀表(biǎo)安裝(zhuāng)及調試不當等諸多原因(yīn)造成的(de)測(cè)量(liàng)誤(wù)差,從(cóng)而對下遊(yóu)的污水處理造成影(yǐng)響。介紹了(le)明渠流量(liàng)計的(de)測量原(yuán)理及量(liàng)水堰槽的(de)結構要求(qiú),并結合實際應用(yòng)提(tí)出了(le)選型及安裝調(diào)試等(děng)的(de)注(zhù)意事(shì)項,以減小測量(liàng)誤差(chà)。
　　近(jìn)年(nián)來,随(suí)着民(mín)衆環保意(yì)識(shí)的增強，國家(jiā)環保(bǎo)部門對(duì)工(gōng)業污水排(pái)放的(de)要求越來越嚴格,明渠流量計(jì)以其非接觸測(cè)量及可(kě)用(yòng)于敞(chǎng)開渠道的(de)優勢(shì),在污水處理裝(zhuāng)置中(zhōng)得到了廣泛應用。結(jié)合工(gōng)程案例對明渠(qú)流量的(de)工(gōng)作原(yuán)理及應(yīng)用進行歸納、分析(xī).總結,以供(gòng)同行參考(kǎo)。
1測量原理及(jí)計(jì)算公式
1.1測(cè)量原(yuán)理
　　明渠流量計(jì)由量(liàng)水堰(槽)和水位流量轉換(huàn)儀表(biǎo)(二次儀表(biǎo))組成,其中(zhōng)二次儀表(biǎo)除完成水(shuǐ)位流量轉換外,還顯(xiǎn)示瞬(shùn)時流(liú)量和累積流量(liàng)。在流體流(liú)經标(biāo)準堰或槽時,将形成(chéng)液位(wèi)與流(liú)量(liàng)的對(duì)應關系(xì),二次儀(yí)表(biǎo)測(cè)量液位(wèi),再根(gēn)據相應公式(儀表内(nèi)部微(wēi)處理(lǐ)器運(yùn)算)轉換成流量(liàng)進行(háng)顯示。常用超聲回波測距(jù)法來測量液位，超聲波(bō)固定探(tàn)頭(tóu)安裝在(zài)量水(shuǐ)堰(槽)水位觀測點上方。
1)堰(yàn)。在流道中(zhōng)設置上部(bù)有缺口的闆壁(bì),流體被(bèi)堰擋住(zhù),水位(wèi)有(yǒu)--定(dìng)升高,然後(hòu)通過缺口向下(xià)遊側流去。這時(shí)闆(pǎn)壁上遊(yóu)側水位與流量(liàng)有對應關系(xì),通(tōng)過測量水位可(kě)以計(jì)算出流量值。根據缺口形狀,分爲三角堰(yàn)、矩形堰、等寬(kuān)堰(yàn)等。
2)槽。敞開(kāi)流道(dào)的某部分節流(liú)時,該處的流速(sù)增大,同時該部分的水(shuǐ)位下降(jiàng),測量水(shuǐ)位的下降量(liàng)求流量的裝置(zhì)叫做(zuò)水槽(cáo)。常用(yòng)的水槽有(yǒu)巴歇爾水槽和(hé)帕爾默·玻魯斯(sī)水槽。
　　因篇(piān)幅有限，文中僅介紹(shào)三(sān)角堰、矩(jǔ)形堰(yàn)及巴歇爾槽的(de)測量原理(lǐ)及計(jì)算公式(shì)。
1.2流(liú)量計(jì)算公(gōng)式
1)三角堰(yàn)結構(gòu)如圖1所示(shì)，三角(jiǎo)堰流量公(gōng)式如下:
 
　　式(shì)中:qv--體(tǐ)積流(liú)量(liàng),m³/s;ce--流(liú)量系(xì)數(需(xū)查表);θ--角缺(quē)口夾(jiá)角,20°≤θ≤100°;he--有效水(shuǐ)頭,m,he=h+kh(h-實(shí)測水頭(tóu)，m,kh--水(shuǐ)頭修正系數)。
2)矩(jǔ)形堰結構如圖2所示,矩形堰流(liú)量公式如下:
 
　　式(shì)中:be--有效堰(yàn)口寬度,m,be=b+kb(b-實(shí)測(cè)堰(yàn)口寬度,m,kb--寬度修正系(xì)數)
3)巴歇爾槽爲矩形橫斷(duàn)面短(duǎn)喉道槽(cáo),由喉(hóu)道(dào)上遊均勻收縮段、喉道段(duàn)和喉(hóu)道下遊(yóu)均勻擴散段(duàn)組成(chéng),如圖(tú)3所示。根據喉道寬度(dù)分爲三種(zhǒng)類型(xíng):小(xiǎo)型槽(b=0.076,0.152,0.228m)、标準型槽(cáo)(0.25m≤b≤2.4m)和大型(xíng)槽(3.05m≤b≤15.24m)。因篇(piān)幅(fú)有限(xiàn),文中(zhōng)僅介(jiè)紹标準型(xíng)槽的(de)水位(wèi)流量關系(xì)。巴歇(xiē)爾槽流量公式(shì)如下:
 
　　式中:b-喉道(dào)寬度,m;ha--實測(cè)水頭,m。
 
2結構(gòu)技術要求(qiú)
　　每種(zhǒng)堰或槽都有一定(dìng)的結構要求(qiú)，如(rú)量水堰(yàn)(槽)結構達不到(dào)要求,即便(biàn)明渠流量計(jì)的選型(xíng)和安(ān)裝(zhuāng)再仔細(xì)，測量結果也會(huì)大打折扣。
2.1三角堰的(de)結(jié)構(gòu)要求(qiú)
1)堰闆上遊(yóu)面爲(wèi)平面(miàn),在表面上(shàng)任(rèn)意兩點(diǎn)間的連線與垂直于(yú)軸線的平面之(zhī)間的(de)斜率應小(xiǎo)于1%。
2)三角形(xíng)缺口(kǒu)堰頂線bc,cd爲直線(xiàn)。
3)三角形缺(quē)口夾(jiá)角(0)平分線o'o'與堰(yàn)闆中(zhōng)垂線oo應重合。
4)堰(yàn)闆項面ab,df在(zài)同(tóng)一水(shuǐ)平(píng)面内(nèi),與三角形缺(quē)口(kǒu)角度平分線o'o''成(chéng)90°。
5)堰闆(pǎn)堰口加工(gōng)要求如圖4所示(shì),堰口頂面爲平(píng)面,與堰(yàn)闆上遊(yóu)面相(xiàng)交處成銳(ruì)緣狀态,若(ruò)堰口銳緣(yuán)處(chù)被磨圓(yuán),其圓弧(hú)半徑不能大于0.25mm。堰(yàn)口頂面寬(kuān)度爲1~2mm,允許寬度不得超出(chū)0.8~3.0mm。堰口(kǒu)表面應無(wú)毛刺和刮痕,表(biǎo)面粗糙度(dù)爲(wèi)3.2。
 
6)堰(yàn)闆上遊面距堰(yàn)頂20~50mm範圍内要求(qiú)加工成光滑表(biǎo)面,粗糙度爲3.2,在此範(fàn)圍内一般(bān)不得(dé)有凸出物,如采(cǎi)用螺栓安(ān)裝堰(yàn)闆(pǎn)時(shí),其螺(luó)栓凸出物(wù)不得(dé)超出(chū)于堰闆上(shàng)遊面成1:10坡度的斜面。
7)當(dāng)堰闆厚度大(dà)于堰口頂(dǐng)面寬度(1~2mm)時,超出堰口頂面寬度(dù)部分應(yīng)加工成斜面,斜面(miàn)與頂(dǐng)面夾(jiá)角不(bú)得小(xiǎo)于45°,斜面表(biǎo)面粗(cū)糙度爲3.2。
2.2矩形堰的結(jié)構要求
1}矩(jǔ)形缺口中垂線(xiàn)應與(yǔ)行近渠槽(cáo)中(zhōng)心線相重合(hé),側緣(ac,fd)與底緣(cd)交(jiāo)角爲90°,如圖(tú)5所示(shì)。
 
2)堰闆(pǎn)要(yào)求(qiú)與2.1節(jiē)第1)條相同(tóng)。
3)矩形缺口(kǒu)側(cè)緣(ac,fd)及底(dǐ)緣(cd)均爲(wèi)銳緣堰(yàn)口,加(jiā)工要(yào)求與(yǔ)2.1節第(dì)5)~7)條(tiáo)相(xiàng)同。
2.3巴歇爾槽的結構(gòu)要求
1)進口收縮段要求底面嚴(yán)格水平,兩側邊(biān)牆與(yǔ)底面(miàn)垂直與縱(zòng)軸線(xiàn)成1:5的比值(zhí)對稱收縮(suō)。喉道段兩側邊牆互相(xiàng)平行,寬(kuān)度(b)尺寸正确。爲(wèi)了預(yù)防超出設(shè)計标準的(de)洪水(shuǐ)漫溢,進口收縮段邊牆高(gāo)度應(yīng)增加0.35~0.50m超高。
2)上下(xià)遊翼牆長度取(qǔ)決于河渠的寬(kuān)度，要求翼牆插(chā)人河(hé)渠兩岸的(de)長度不(bú)得少于(yú)0.4~0.5m。
3)大型(xíng)巴歇爾槽(cáo)可(kě)用混凝土材(cái)料建(jiàn)造(zào),糙率要(yào)求小于(yú)0.017。小型巴歇爾(ěr)槽可用塑(sù)料或(huò)玻(bō)璃鋼材(cái)料建造。
3pta污水處(chù)理工藝簡介
3.1概述
　　pta裝置生産過(guò)程中，排出的混(hùn)合廢水含有對苯(běn)二甲酸(suān)、苯二甲酸、苯甲酸、醋酸甲酯、醋(cù)酸等(děng)污染物,對水體(tǐ)有較(jiào)大的(de)污染(rǎn)和(hé)危害(hài)。生産廢(fèi)水首先經過換(huàn)熱、沉澱(diàn)、水量水(shuǐ)質調節及(jí)中和(hé)工序(xù)後,進人uasb厭(yàn)氧池;uasb出(chū)水經冷(lěng)卻塔降(jiàng)溫後(hòu),與(yǔ)經過集水井提(tí)升的其(qí)他廢水(shuǐ)混合,一(yī)起進人(rén)兩段好氧系統(tǒng),分别爲射(shè)流(liú)曝(pù)氣池及微(wēi)孔曝(pù)氣池;再經(jīng)過濾池去除(chú)懸浮物、臭(chòu)氧接觸池進行高(gāo)級(jí)氧化(huà)曝(pù)氣生(shēng)物(wù)濾(lǜ)池進-一步(bù)去除cod;最後(hòu)廢水(shuǐ)進人(rén)絮凝(níng)過濾池(chí),通過絮(xù)凝及過(guò)濾機制(zhì),保證出(chū)水水質(zhì)達标。
3.2量(liàng)水(shuǐ)堰(槽)選用原(yuán)則
　　選擇(zé)量水堰(槽(cáo))時,除(chú)了要考慮(lǜ)渠道(dào)内流量(liàng)的大小(xiǎo),還要考慮(lǜ)渠道(dào)内水(shuǐ)的流(liú)态,是(shì)否能形成自由(yóu)流。流(liú)量小(xiǎo)于2400l/min時(shí),一般(bān)應選(xuǎn)擇三角堰。大(dà)于2400l/min時,-般應選(xuǎn)擇巴歇爾(ěr)槽。如(rú)果流量大于2400il./min,而渠道内水(shuǐ)位落差又較大(dà)時，可以(yǐ)選擇矩(jǔ)形堰;條件(jiàn)允許(xǔ),最好選擇巴歇(xiē)爾槽。因巴歇爾(ěr)槽的水位(wèi)與流(liú)量關(guān)系是由實(shí)驗标定出來的(de)，而且對上遊行進渠槽條件要(yào)求較低，而(ér)三角堰和(hé)矩(jǔ)形堰的水位與流量關系來源(yuán)于(yú)理論(lùn)計算,易忽視一(yī)些使(shǐ)用條件,帶(dài)來附加誤差。設(shè)計的uasb厭氧池受(shòu)安裝條件(jiàn)影響(xiǎng),多選(xuǎn)用三角堰或矩形堰(yàn),其污(wū)水流量(liàng)測量多(duō)選用明(míng)渠流量(liàng)計,并采用分體(tǐ)式安裝(zhuāng),即(jí)超(chāo)聲波探頭(tóu)和變送(sòng)器分開安(ān)裝。
4儀(yí)表選(xuǎn)型及安裝(zhuāng)注意事(shì)項
4.1選型注意事項
1)用于(yú)過程控制(zhì)的場合,根據(jù)控制要求選擇(zé)不(bú)同精度等(děng)級的儀表(biǎo);有些無需(xū)作(zuò)正确控(kòng)制和(hé)計量(liàng)的場合,可(kě)以選(xuǎn)擇精(jīng)度等級稍低的儀表(biǎo)，如1.5級(jí)、2.5級,甚至4.0級(jí)，這時(shí)也可以選(xuǎn)用價格低廉的插人式明渠(qú)流量計(jì)。
2)根(gēn)據(jù)不同的量(liàng)水堰(槽)種類(lèi).形(xíng)狀、材質，選(xuǎn)擇不(bú)同的計算公式(shì)進行(háng)參數設置(zhì)。
3)根(gēn)據使用(yòng)場合(hé)的溫度環境選(xuǎn)擇合适的(de)産品。
4.2安裝注意(yì)事項(xiàng).
1)儀表(biǎo)探頭和最(zuì)高液面距(jù)離必(bì)須大于盲(máng)區。
2)儀(yí)表探(tàn)頭安裝高度必(bì)須小于量程。
3)探(tàn)頭(tóu)必(bì)須垂(chuí)直液面,探頭與液面(miàn)間不(bú)能有管道或其(qí)他障(zhàng)礙物(wù)阻擋。
4)探頭必須安裝在渠(qú)道中(zhōng)央。
5)探頭須(xū)安裝(zhuāng)在水堰(槽(cáo))的上遊，一(yī)般距(jù)堰口(4~5)實測(cè)水頭(tóu)高度(dù)位置(巴歇(xiē)爾槽探頭(tóu)須安裝在(zài)喉道入口處)。
6)探頭(tóu)發射角内不(bú)能有障礙(ài)物。
7)探頭避免放在太(tài)陽直(zhí)射的(de)地方(可加(jiā)裝遮(zhē)陽罩)。
8)不要(yào)安裝(zhuāng)在高壓(yā)、高(gāo)電流(liú)以及強電(diàn)磁場的(de)電氣設備旁(páng)邊。
5儀表(biǎo)參數設置
　　明渠流(liú)量計(jì)安裝(zhuāng)完(wán)畢後,需進行(háng)液位校準(zhǔn)及流量參(cān)數設(shè)定。有(yǒu)效液(yè)位高度根(gēn)據量水堰(yàn)(槽)不同(tóng)而(ér)有不同的(de)定義,如巴(bā)歇爾(ěr)槽-般旁邊(biān)有安(ān)裝儀(yí)表的(de)連通測(cè)量(liàng)管,管(guǎn)内液位(wèi)即實際(jì)液位;三角(jiǎo)堰和(hé)矩形(xíng)堰(yàn)是缺口(kǒu)以上部分的液(yè)位爲有效(xiào)液位(wèi)。實測(cè)有效(xiào)液位(wèi)、校準(zhǔn)液位(wèi)時,盡量要(yào)保持(chí)液面(miàn)相對平靜、穩定(dìng)。
　　參數設定根據不同(tóng)廠(chǎng)家的産(chǎn)品而略有差别(bié),但大同小(xiǎo)異。一(yī)般需(xū)根據堰(槽(cáo))種類選(xuǎn)擇設定(dìng)編碼(mǎ)，輸(shū)入(rù)堰(槽)尺寸(cùn)參數,然後進人液(yè)位(wèi)模式(shì)進行液位校(xiào)準,再進人流量模(mó)式進(jìn)行測量(具(jù)體設置需參閱選型産品調試(shì)說明書)。
6結(jié)束語(yǔ)
　　明渠(qú)流量(liàng)計主(zhǔ)要與(yǔ)各種标準堰或(huò)槽配套,用于各類敞開式(shì)流道(dào)水量的計(jì)量或監測。明渠流量計因其本(běn)身的(de)特點(diǎn)而廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用(yòng)在水利(lì)工程(chéng)及污水處(chù)理裝(zhuāng)置的測量(liàng)中,并具有(yǒu)其他(tā)儀表(biǎo)的優越性(xìng)。在(zài)選用時(shí),盡量(liàng)消除(chú)或減小(xiǎo)誤(wù)差帶來的(de)影響(xiǎng),不僅(jǐn)提高(gāo)了該(gāi)儀表(biǎo)的可靠性和正(zhèng)确(què)性,而且(qiě)對于整個裝置的生(shēng)産平穩運(yùn)行也(yě)具有重要意義。

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