Способ измерения расхода воды



Способ измерения расхода воды
Способ измерения расхода воды

 


Владельцы патента RU 2457441:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к области эксплуатации мелиоративных систем и может быть использовано на оросительных системах для учета оросительной воды. Способ измерения расхода воды в расходомере с эластичным рабочим органом включает определение расхода воды косвенным методом путем измерения двух параметров, один из которых напор или гидравлический перепад на регулирующем сооружении, определяют давление в эластичном рабочем органе и в качестве второго параметра используют относительное давление в эластичном рабочем органе. Причем относительное давление в эластичном рабочем органе определяется из отношения давления в эластичном рабочем органе к напору или гидравлическому перепаду на регулирующем сооружении. Технический результат - расширение функциональных возможностей регулирующих гидротехнических сооружений с эластичным регулирующим органом. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области эксплуатации мелиоративных систем и может быть использовано на оросительных системах для учета оросительной воды.

В гидромелиоративной практике пользуются в основном косвенными методами измерения расходов воды, которые рекомендуют для современных условий эксплуатации гидромелиоративных систем.

Известен способ измерения расходов воды водомерами-регуляторами, основанный на регулировании расходов или уровней с помощью затворов и измерении расходов водомерными приставками, которые устанавливают во входной или выходной части сооружения, и создают перепад давлений. Водомерные приставки могут быть круглыми, прямоугольными и раструбными с прямым и косым входами. Измеряемыми параметрами являются уровни воды в верхнем и нижнем бьефах. Учетная формула расхода воды имеет вид

,

где Q - расход воды;

µпр - коэффициент расхода приставки;

z - водомерный перепад напоров (Водомерные устройства для гидромелиоративных систем. Под ред. А.Ф.Киенчука. - М.: Колос, 1982, 144 с.).

Недостатком способа является необходимость оснащения регулирующих сооружений дополнительными элементами - водомерными насадками, что ведет к увеличению материалоемкости регулирующих сооружений, их стоимости, уменьшает пропускную способность сооружений.

Наиболее близким решением является способ, где расход воды, пропускаемый регулирующим сооружением, определяется косвенным методом - путем измерения величины открытия затвора α и напора H, при свободном истечении из-под затвора, или гидравлического перепада Z при затопленном истечении. На рисунке 1 представлена схема водомерного устройства, где 1 - потокоформирующая часть; 2 - информационная часть.

Для плоских затворов расход определяется по зависимостям:

при свободном истечении Q=[2,72-(0,9а/н)]αв√н,

при затопленном истечении ,

где φб - коэффициент скорости;

ωб - площадь живого сечения потока;

Z - гидравлический перепад на сооружении.

(Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В., Рыбкин В. Н. Эксплуатация и мониторинг мелиоративных систем. // Коломна: ООО «ИНЛАЙТ», 2006. - 61-69 с.)

Недостатком является то, что способ неприемлем для сооружений, регулирующие органы которых выполнены из гибких эластичных материалов. Это обусловлено тем, что расположенный в потоке эластичный регулирующий орган затвора трансформируется в зависимости от внешних и внутренних усилий, действующих на оболочку, изменяя пропускную способность регулируемого сооружения. Изменяющаяся структура потока вызывает в свою очередь изменение формы оболочки. Изменение формы оболочки запорно-регулирующего органа приводит к изменению коэффициента расхода регулируемого отверстия.

Таким образом, пропускная способность сооружений, регулируемых затворами из эластичных материалов, зависит не только от живого сечения потока, но и от формы оболочки. Однако исследования формообразования эластичных запорных органов предполагают применение громоздких методов расчета, а определение формы оболочки непосредственно на сооружении практически невыполнимо.

Техническим решением задачи является расширение функциональных возможностей регулирующих гидротехнических сооружений с эластичными регулирующими органами.

Поставленная задача достигается тем, что в способе измерения расхода воды в расходомере с эластичным рабочим органом, включающем определение расхода воды косвенным методом путем измерения двух параметров, один из которых напор или гидравлический перепад на регулирующем сооружении, согласно изобретению определяют давление в эластичном рабочем органе и в качестве второго параметра используют относительное давление в эластичном рабочем органе, определяемое из отношения давления в эластичном рабочем органе к напору или гидравлическому перепаду на регулирующем сооружении.

Новизна заявленного решения заключается в том, что определены параметры, однозначно влияющие на формообразование эластичной оболочки и, как следствие, на коэффициент расхода регулирующего сооружения. В результате чего возможно использование регулирующего сооружения с эластичным рабочим органом, наряду с функциями регулирования уровней и расходов воды на системе, для водоучета.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на рис.1 представлена схема водомерного устройства-прототипа; на рис.2 схематически изображен трубчатый водовыпуск с эластичным рабочим органом.

Способ измерения расходов воды заключается в следующем. Для регулирующих сооружений с незатопленным истечением инструментально измеряют напор Н и давление Н' в эластичном рабочем органе расходомера. Определяют относительное давление из отношения давления в эластичном рабочем органе к напору или гидравлическому перепаду на регулирующем сооружении H'/H и далее по зависимости µ=f(H,H'/H) определяют коэффициент расхода регулирующего органа и по зависимости - Q=µω√gH - расход регулируемого сооружения.

Для сооружений (рис.2) с затопленным истечением непосредственно на сооружении инструментально определяют гидравлический перепад в бьефах z и параметр z', характеризующий превышение пьезометрического напора жидкости в оболочке рабочего органа над уровнем воды в нижнем бьефе. По зависимости µ=f(z,z'/z) определяется коэффициент расхода и по зависимости - Q=µω√2gz - расход регулируемого сооружения. В расчетных формулах по определению расхода ω - площадь сечения водопроводящей трубы.

В гидротехнической лаборатории КубГАУ проводились испытания рукавных авторегуляторов чековых сооружений рисовых систем. Для затопленного режима истечения расчетная зависимость по определению коэффициента расхода имеет вид:

µрур=0,761-0,410z-0,732z'/z+0,029z(z'/z).

Разница между рассчитанными по приведенной зависимости и измеренными с помощью треугольного водослива расходами в диапазоне гидравлических перепадов z=0,05…1,2 м и относительном давлении в оболочке z'/z=0,20…0,80 не превышает 5%.

Опытные и расчетные значения расхода сооружения с авторегулятором рукавного типа
Расход водовыпуска Qв, л/с 25,63 5,40 56,99 6,29 14,98 32,99 5,717 37,67 22,93
Расчетный расход Qр, л/с 24,80 5,15 54,70 5,98 15,20 33,12 5,580 38,83 21,83
ΔQ, % 3,23 4,62 4,01 4,92 1,46 3,94 2,390 3,05 4,79

Для трубчатых сооружений с коническим запорно-регулирующим органом (а.с. СССР №1298304, з. №3812938/29-15, 1987 г.) зависимость между коэффициентом расхода µрк и относительным давлением в оболочке при незатопленном истечении описывается уравнением:

µрк=0,616+0,3329Н'Н-1,357(H'H)2

Применение предложенного способа измерения расхода воды позволяет использовать для водоучета большую группу регулирующих сооружений с эластичными рабочими органами, что создает предпосылки для более рационального использования оросительной воды.

Способ измерения расхода воды в расходомере с эластичным рабочим органом, включающий определение расхода воды косвенным методом путем измерения двух параметров, один из которых напор или гидравлический перепад на регулирующем сооружении, отличающийся тем, что определяют давление в эластичном рабочем органе и в качестве второго параметра используют относительное давление в эластичном рабочем органе, определяемое из отношения давления в эластичном рабочем органе к напору или гидравлическому перепаду на регулирующем сооружении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля расхода жидкостей и газов, построенных на основе струйных расходомеров-счетчиков.

Изобретение относится к измерительной технике расхода газа, пара, воздуха, жидкости. .

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода газожидкостной смеси (ГЖС), в частности, в нефтедобывающей отрасли при контроле дебита газонефтяных скважин, извлекающих сырой газ.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в технологических трубопроводах для измерения количества газа или жидкости, в ЖКХ и производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в технологических трубопроводах для измерения количества газа или жидкости, в ЖКХ и производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета.

Изобретение относится к устройству для измерения удельного массового расхода потока сыпучего материала, который движется в предварительно определенном направлении, в предварительно определенном направлении потока.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении расхода и объема жидкой, газовой сред и пара. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения расхода с повышенной точностью при одновременном измерении плотности и определении состава (соотношения компонентов в смеси) перекачиваемой двухкомпонентной жидкости, например ракетного или авиационного топлива, нефтепродуктов, смеси воды и нефти в условиях больших перепадов температур, например при изменениях высоты полета, при периодическом чередовании освещенной (солнечной) и теневой стороны с резкими перепадами температур, в различных климатических условиях.

Изобретение относится к технике измерения расхода газов, жидкостей и их смесей. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для поверки бытовых счетчиков газа и счетчиков воды в местах эксплуатации. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности для измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода трехкомпонентного потока, в частности, в нефтедобывающей отрасли при контроле дебита нефтяных скважин

Изобретение относится к приборам учета расхода газа

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано для определения расхода воздуха через ВЗ при летных испытаниях прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД) гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА)

Изобретение относится к технике измерения расхода газов, жидкостей и газожидких смесей. Измеритель расхода содержит струйный автогенератор, корпус в виде участка магистрального трубопровода, сужающее устройство и кожух (обойму). При этом струйный автогенератор выполнен изогнутым по цилиндрической поверхности корпуса с осью симметрии, параллельной его продольной оси. Технический результат - уменьшение габаритных размеров измерителя расхода и упрощение технологии его изготовления. 6 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины. Способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды включает определение скорости потока, зондирование потока акустическими импульсами, регистрацию прошедших через среду импульсов приемником в ограниченном контролируемом объеме потока, образованном парой «источник излучения - приемник», фиксирование времени прохождения импульсов через контролируемый объем, учет влияния давления и температуры на время прохождения импульсов в насыщенных газом нефти и воде, обработку результатов измерений по известным закономерностям. При этом в процессе работы нефтяной скважины на технологическом режиме, заданном проектом разработки нефтяного месторождения, определяют рабочий интервал давлений и температур контролируемого объема потока в многофазном расходомере, направляют часть потока нефтеводогазовой смеси в сепаратор, из которого отбирают пробы нефти и воды при давлении сепарации выше максимального давления рабочего интервала давлений контролируемого объема потока. Технический результат - снижение трудоемкости работ, а также снижение погрешности измерения покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины. Способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды, включающий калибровку многофазного расходомера, обработку результатов калибровочных работ, синтез математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды, определение интервала дебитов жидкости и нефтяного газа, при котором имеет место допустимая погрешность расчета дебитов нефти, воды и нефтяного газа. При этом в процессе проведения калибровочных работ и синтеза математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды определяют зависимость погрешности проверочных точек от среднего веса точек обучающей модели, а в процессе эксплуатации скважины снимают показания датчиков многофазного расходомера и расчет покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины проводят при среднем весе обучающих точек, при котором на проверочных точках имеет место минимальная величина среднеквадратического отклонения между расчетными и замеренными значениями дебитов жидкости. Технический результат - снижение погрешности измерения покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины. 1 ил., 2 табл.
Наверх