Zpмt na ъvodnн strбnku
Способ гидравлической разработки водомеров Паршаля
  • соотношения оттоков
    • Речной ток на стоке Fr > 1 - при этом режиме необходимо рассчитать уровень сточных вод для различных токов за водомером Паршаля и решить вопрос о том, не произошло ли превышение коэффициента затопления, т.е. решить вопрос о том, какое есть соотношение между глубиной воды за водомером Паршаля и перед ним, причем нулевой уровень глубины должен находиться в красной линии продольного профиля дна водомера Паршаля в начале его горловины. Для водомеров Паршаля от модели P1 до P4 максимальный коэффициент затопления равен 0,6, для измерительных водомеров коэффициент затопления больший и составляет 0,7 (см. таблицу водомеров Паршаля). При равномерном токе рассчитывается уровень сточных вод согласно уравнению Чеза но, в случае неравномерного тока (т.е. при достижении подъема воды от реципиента до водомера Паршаля), уровень сточных вод рассчитывается при помощи метода Черномского (по отсекам), причем расчет ведется от реципиентов против тока воды. Длина рассчитываемого отсека избирается в диапазоне от 5 до 10 метров, причем, при превышении градуса на дне, при расширении, при сужении или изменении формы русла протяженность отсека укорачивается таким образом, чтобы при расчетах как можно лучше были бы отражены отдельные потери тока.
    • Примечание весьма частой ошибкой : Fr > 1при расчетах становится та ошибка, когда не учитывают местные потери при переходе из прямоугольного профиля (низкая скорость протекания) на круговой профиль (предлагаемые нами проекты учитывают эту особенность и, поэтому, уровень дна в трубопроводе снижен по отношению к уровню дна от оттока, ведущего из водомера Паршаля). Если за водомером Паршаля прямоугольное русло продолжается, то, в этом случае, нет необходимости проектировать это снижение и русло плавно связывается с концом водомера Паршаля.
  • соотношения на притоке - перед водомером Паршаля, для всего диапазона тока, должно быть речное движение воды. Самое простое и самое безопасное решение вопроса достигается таким образом, что диаметр, угол наклона и материал стока выбираются с тем расчетом, чтобы число Фроуда было меньшим для всех протоков, чем величина 0,7 (число Фроуда рассчитывается в качестве другой степени диаметральной скорости, деленной на гравитационное ускорение "g" и среднюю глубину воды h Fr= v2/(g*h) ). Встройка водомера Паршаля в сток успокоит ток воды перед водомером и проект будет безопасным. Если же в самом стоке существует быстринный ток жидкости, то необходимо осадить дно водомера Паршаля или сузить горловину таким образом, чтобы действовало правило, что для всех токов уровень воды перед водомером Паршаля (задается его кривой расходов) является большим, чем вторая взаимная глубина водоподъема в данном русле. Например, при помощи метода Чарномского, дополнительно рассчитывается ход уровня воды перед водомером Паршаля так далеко, чтобы уровень воды приближался ко второй взаимной глубине водоподъема. Место водоподъема должно быть достаточно далеко перед водомером Паршаля для того, чтобы волнение, которое при этом возникает, было бы в достаточной мере погашено. Способ расчета минимального удаления указан на странице "Длина успокоения"..
    Прежде всего, диапазон подъема воды перед водомером Паршаля оценивается у станций очисток канализационных вод, при ухудшенных условиях слива, при возникновении камер-ливнеспусков и т.п. В этих случаях проект измерений осуществляется таким образом, чтобы не оказывалось влияние на функционирование тех устройств, которые находятся перед водомером Паршаля.
    Перед водомером происходит значительное снижение скорости протока воды, поэтому отсек, находящийся перед водомером, необходимо оценить с точки зрения достаточности скоростей уноса. У водомеров моделей от P1 до P3 эти скорости обычно низкие, поэтому возникает седиментация. Однако это не влияет на точность измерений, но до тех пор, пока седименты не достигнут места, где возникает критическая глубина (т.е. в непосредственной близи перед горловиной). Однако в этом месте уже существуют значительные скорости уноса частиц, поэтому возникновение седиментации в этом месте является исключительным явлением.

    (c) 2004 PARS Aqua, s.r.o.

Схема расчетов:

При разработке водомеров оптимальным способом является следующий: прежде всего рассчитываются отношения на оттоке и притоке водомера Паршаля и, на основании полученных результатов, просчитывается оптимальная ширина горловины и ее размещение по высоте.

Порядок гидравлических расчетов
  1. Расчет /оценка/ объема протока
    Основными входными данными для разработки системы измерения является знание объема протока. Объем протока на участке канализации рассчитывается из относительных величин производства воды для отдельных источников, а максимальный проток определяется в зависимости от типа эксплуатации, используемой технологии, типа насосов, а в системах городской канализации - в зависимости от коэффициента неравномерности (функции EO).
    В системе Единой канализации рассчитывается величина максимального объема протока фекальных вод и величина максимального объема дождевой воды (существуют различные методики расчетов в зависимости от формы бассейна канализации). Расчет минимального объема протока жестко не определяется ни одним из нормативных документов и осуществляется исходя из эмпирических (опытных) образцов, или же определяется исходя из экспертной оценки. При экспертной оценке принимаются во внимание источники, способ их эксплуатации, миграция жителей (на работу и обратно, и т. д.), средний возраст обитателей региона, социальный и экономический уровень региона, районы строительства, качество изготовления канализации, отвод дренажной или другой воды, и т. д.
  2. Оценка качества воды:
    концентрация и размер нерастворимых веществ (максимальный размер частиц нерастворимых веществ должен составлять максимум 80% ширины горловины), химический состав (выясняется вопрос: идет ли еще речь о воде - Ньютоновская жидкость), не происходит ли пенообразование на поверхности и заключение: можно ли использовать водомер Паршаля.
  3. Оценка качества канализации:
    (не создаются ли "седла", в которых осаживаются NL, которые могут перемещаться в канализации при большом объеме протока и могут забить горловину водомера).
  4. Расчет нижнего уровня за водомером Hd для трех протоков Qмин., Qсредн., Qмакс.
    (или же для единой системы канализации Qмин., Qмакс. - фекальные воды, Qмакс. - дождевая вода). При обратном подъеме воды от реципиента в канализацию эту неприятную ситуацию необходимо принимать во внимание и, поэтому, осуществляется расчет тока уровня в сточных водах, например по Чарномскому (для установившихся неравномерных токов).
  5. Для коэффициента затопления 0,6 (или 0,7 - в зависимости от размеров водомера) необходимо рассчитать уровень Hh перед водомером Паршаля Hh = Hd/0,6.
  6. Для протока Hh, исходя из кривых расхода водомеров Паршаля, необходимо определить наилучший размер (выбор размера водомера должен проходить так, чтобы глубина, полученная из кривой расхода водомера Паршаля была большей, чем рассчитанная глубина Hh). Оптимальный расчет проверяется на том, что коэффициент затопления практически не изменяется (максимальное изменение 0,2).
  7. После этого необходимо рассчитать взаимную глубину Hv2 в русле перед водомером Паршаля (при речном токе непосредственно рассчитывается вторая взаимная глубина Hv2, при быстринном токе рассчитывается первая величина Hv1, а вторую взаимную глубину Hv2 необходимо рассчитать дополнительно).
  8. После этого решается вопрос о том, находится ли глубина Hh перед водомером Паршаля на безопасном уровне над уровнем второй взаимной глубины Hv2.
    • Если это не так, то при речном токе необходимо выбрать водомер Паршаля с более узкой горловиной или осадить водомер над уровнем дна со стороны притока. Повторите способ расчетов от пункта 4.
    • При бытринном токе могут возникнуть два случая. Случай, когда глубина Hh перед водомером Паршаля находится на безопасном уровне над уровнем второй взаимной глубины Hv2 и случай, когда эта глубина Hh расположена ниже, чем уровень воды во второй взаимной глубине Hv2.
      - Уровень вод перед водомером находится над уровнем второй взаимной глубины: в этом случае рассчитывается удаленность перед водомером Паршаля, где происходит так называемый "водяной скачок" и переход на быстринный ток (см. главу Соотношения на стороне притока). Решается вопрос, если это удаление (с точки зрения успокоения волнения) является достаточным (см. главу Длина успокоения). Если этого не происходит, то снова необходимо использовать водомер с более узкой горловиной или установить водомер над уровнем дна приточного трубопровода. После этих изменений Вы должны повторить расчеты, начиная от пункта 6.
      - Уровень вод перед водомером находится ниже уровня второй взаимной глубины: в этом случае Вы должны установить водомер с более узкой горловиной или установить его над уровнем дна приточной канализации. После проведения этих работ Вы должны рассчитать удаление перед водомером Паршаля, где происходит создание "водяного скачка" и переход на быстринный ток (см. главу Соотношения на стороне притока). Решается вопрос, если это удаление (с точки зрения успокоения волнения) является достаточным (см. главу Длина успокоения). Если этого не происходит, то снова необходимо использовать водомер с более узкой горловиной или установить водомер над уровнем дна приточного трубопровода. После этих изменений Вы должны повторить расчеты, начиная от пункта 6.
  9. Для обоих режимов тока (быстринное и речное) рассчитывается дальность действия подъема воды перед водомером. Решается вопрос о том, не будет ли это обстоятельство влиять на функционирование гидравлического оборудования, находящегося перед водомером Паршаля (приливная кромка емкости, места присоединений коммуникаций, отделители, выход из берегов (на основании уровня берега русла), уровень подвальных канализационных впусков и т.п.).
  10. В заключение необходимо решить вопрос: не происходит ли седиментация (отложение осадков) NL в измеряемом профиле и если отложения в отсеке вздутия перед водомером не окажут негативного влияния на функции канализации.
Приблизительная схема расчетов: