流量计
流量计是用来测量流体流速的设备。在废水处理中,流量计的选择尤其关键,因为废水流动中会携带固体。在所有情况下,应调查固体滞留在计量装置上的可能性。如果水流有足够的能量进行自我清洁,或者如果废水中的固体已经被清除,则可以使用堰。文丘里流量计和临界流槽非常适合测量含有漂浮固体的流动。所有这些流量测量装置都适用于测量水的流量。
流量计可分为用于明渠流量测量的仪表和用于封闭通道流量测量的仪表。文丘里流量计是封闭通道流量测量装置,而堰和临界流槽是开放通道流量测量装置。
3.1.1矩形堰
堰是用来阻挡流动液体的障碍物。它可以是厚结构,也可以是薄板结构。矩形堰是一种薄板,其中板被切割,形成矩形开口,其中被测量的通道中的流量通过。矩形开口由两个垂直的边组成,一个底部叫做波峰,没有顶部。有两种类型的矩形堰:压制堰和完全收缩堰。图3.1显示了一个完全收缩的堰。如所示,一个完全收缩的矩形堰是一个矩形堰,其中流量在通道被测量收缩,因为它通过矩形开口。另一方面,一个抑制矩形堰是一个矩形堰没有收缩,即
记录鼓
指标尺度k i 1}
记录鼓
指示标尺

堰
收缩
;完全收缩的流动
——佳洁士
连接管
浮动好
矩形堰
图3.1矩形堰测量组件。
堰
收缩
连接管
;完全收缩的流动
——佳洁士
浮动好
矩形堰
图3.1矩形堰测量组件。

堰顶的斜边
图3.2推导堰式的示意图。
堰顶的斜边
图3.2推导堰式的示意图。
收缩被抑制了。这种情况发生的时候,堰完全延伸过宽度的渠道,使渠道的垂直边作为矩形堰的两个垂直边。为确保准确测量流量,堤顶和垂直面(在完全收缩的堰的情况下)应倾斜成一个锋利的边缘(见图3.2和3.3)。
推导矩形堰内流量计算公式,见图3.2。如图所示,堰高为p。从顶点尖端到点1处堰上游表面井的垂直距离为H。H被称为堰顶。
通道的墙壁
通道的墙壁

抑制矩形
图3.3各种类型的堰
抑制矩形
图3.3各种类型的堰
从流体力学角度看,任何明渠流量值都有且只有一个临界深度。由于这个深度和流量之间是一一对应的,任何能产生临界流动条件的结构都可以用来测量通过该结构的流速。这就是采用矩形堰作为流量测量装置的原理。参考图3.2,这个结构作为测量装置是有用的,深度必须在某个地方成为关键。从实验来看,这个深度恰好发生在堰附近。在点2处用yc表示。流量和深度之间存在一对一的关系,因此该部分被称为控制部分。此外,为保证临界深度的形成,推覆体下方如图所示应通风良好;否则,堰被淹没,结果将不准确。
在开放通道中流动流体的任意点1和2之间,能量方程如下
V2 p
2g+y+yi+zi-hi = 2g+y+ y2+z2 (3.1)
式中,V、P、y、z、ht分别为包含该点的截面上的平均流速、该点处的压力、该点高于通道底部的高度、从选定基准点到通道底部的高度、点1和点2之间的水头损失。下标1和2表示点1和2。G是重力常数y是水的比重。由图3.2可知,z的两个值均为零。V称为接近速度,与V2相比可以忽略不计,V2是点2处截面上的平均速度。两个p都在大气中,会抵消掉。摩擦损失暂时可以忽略不计。yj等于H + P, y2非常接近于yc + P,将所有这些信息应用于式(3.1),并将V2改为Vc,得到
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