巴歇尔量水槽由进口收缩段、喉道、出口扩散段及上下游水尺组成(见图2-6)。
出口扩散段的侧墙与轴线应成9o28ˊ的扩散角,喉道底板的坡降为3:8,出口扩散段底板的逆坡坡度为1:6。
图2-6 标准巴歇尔量水槽结构示意图
3)矩形无喉段量水槽
矩形无喉段量水槽由进口收缩段、矩形喉口、出口扩散段及上下游水尺组成,上游进口段以1:3折角收缩,下游出口段以1:6折角扩散,进口和出口宽度相等。
量水槽的上、下游水尺分别设臵在距进口和出口1/9L处,水尺应垂直于槽底,零点与槽底齐平。小型量水槽(喉宽在0.8m以下),水尺可设在侧墙壁上;大型量水槽可在槽外设观测井观测水位。结构尺寸见图2-7
1—护坦;2—翼墙
图2-7 矩形无喉段落量水槽结构示意图
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4)抛物线形喉口量水槽 ①适用范围:
a)适用于具有下列参数的U形渠道的测流:
底弧直径D=0.3~2.0m;渠道深度H=0.4~1.5m;直线段外倾角0°≤?≤15°;渠底比降I=1/300~1/1500。
b) 抛物线形喉口量水槽应在自由流条件下使用,临界淹没度不宜大于0.88。
c) 佛汝德数Fr≤0.5 ②结构形式及尺寸
抛物线形喉口量水槽由进口收缩渐变段、抛物线形喉口断面、出口扩散渐变段和水尺组成。喉口上游(4~5)H渠段内的渠底高程应与抛物线形喉口底部高程齐平,如图2-8。
图2-8 抛物线形喉口量水槽示意图
5)直壁式量水槽 ①使用范围:
a) 适用于具有下列参数的U形渠道的测流:底弧直径D=0.3~0.8m;衬砌深度H=0.4~0.8m;上游水尺读数h1≥0.06m;直线段外倾角0°≤α≤15°。 b) 直壁式量水槽应在自由流条件下使用,临界淹没度(正常水深h0与上游总水头比值)不宜大于0.83。
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c) 佛汝德数Fr≤0.5 。 ②结构形式及尺寸
直壁式量水槽属长喉道临界水深槽,进口与出口由椭圆形曲线与U形渠道衔接,量水槽底部不改变原渠道底坡。其结构形式如图2-9所示。
图2-9 直壁式量水槽结构图
6)转轮式量水计
转轮式量水计由转轮、计数器和水槽三部分组成(见图2-10)。转轮由圆筒、轴承外部的八个叶片以及内部的幅条组成。叶片为V字形,在每个叶片的底部V字形的尖角处设一出气孔,以便相邻的分割间在进入或离开凹槽时,使通过的水流很容易的充满或放空。叶片的外角削去一部分,以适应低板与侧墙接合处的凸起部分。当转轮式量水计上、下游形成一定的水位差时,转轮在水头的作用下旋转,计数器记录下某一时段的转数,再根据一定的工作范围内,转轮每转所通过的水量,即可确定某一时段通过的水量。转轮式量水计水头损失较小,一般在5~7cm范围内。在适当流量范围内其量测的精度误差小于±5%,通过水中悬浮物的条件较好,可作为田间渠系量水设备。在高淹没度的条件下,其量水精度将急剧下降。
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叶片200幅条0010=D390R=506340d=680100轴承转轮B=400418880转轴计数器130100
图2-10 转轮式量水计示意图
灌溉渠道系统量水具体方法参见《灌溉渠道系统量水规范》GB/T21303-2007。 (4)管道量水设备及量水方法
测定管灌、喷灌和微灌时典型田块的灌溉水量可用管道量水设备。常用的有电磁流量计、超声波管道流量计、压差式流量计、水表、涡轮流量和传感器等。
1)电磁流量计
①电磁流量计原理:电磁流量计主要由变送器和转换器及流量显示仪表三部分组成。输出电信号可以模拟电流或电压,以及频率信号或数字信号输给显示仪表、记录仪表进行流量显示、记录和积算。
②技术要求:宜选用满量程输出误差小于(±1.5%~±2.5%)流量计。前直管段长度应大于5倍管径,后直管段长度应大于2倍管径,在此范围内不应安装闸阀。上限流速不应超过5m/s,下限流速不应小于0.5m/s。用于有电源的管道灌溉系统的量水。 2)超声波管道流量计
①超声波管道流量计的组成
超声波流量计由超声波换能器、转换器及流量、水量显示三部分构成。
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②超声波管道流量计工作原理
超声波流量计是根据超声波在水中传播时,其传播速度C、相位ф和频率f与水流流动速度V有密切关系而研究制成的时差法、相差法和频移法超声波流量计。对流体品质要求较低,凡能传播超声波的流体都能用超声波管道流量计来测量。但由于超声波在水中传播的速度C受水温和含沙量等因素的印象,当水温和含沙量变化较大时,对大多数超声波管道流量计来说,都将引起不可忽视的误差。
③精度等级要求
宜选用满量程输出误差小于±1.5%~±2.5%的流量计。 3)压差式流量计
①差压式流量计的构造与种类
差压式流量计由节流件、取压装臵和节流件前后直管段等组成。根据节流件的不同,推荐用于灌溉系统的差压式流量计有:孔板式流量计、文丘利管流量计及圆缺孔板流量计。
②压差式流量计原理
在输送水流的流路上的某个部位设臵一个节流件,在节流件的上、下游形成压力差,该压力差与流经管道的水流流速(亦即流量大小)有很好的比例关系,据此,研制出多种压差流量计。 4)水表
①使用条件:水表分固定式和移动式两种,水表的周围空气温度在0℃~40℃,工作水温应低于40℃。水表的前、后必须有足够的直管段(前为10D,后为5D)。
②水表种类及主要技术参数:用于灌溉的水表主要有旋翼式和螺翼式两类。水表的测量误差为±2%~±5%。
③选用与安装要求:管道上安装固定水表,宜选用湿式水表,并应设表井等保护设施。螺翼式水表前应保证有8~10倍公称直径的直管段,旋翼式水表前后,应有不小于0.3m的直管段。水表前应设过滤网,滤水网过水面积应大于水表公称直径对应的截面积。 5)涡轮流量传感器
传感器主要有壳体、前导向架、叶轮、后导向架、紧圈、和带放大器的磁电
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