ابزار اولیه مورد استفاده در اندازه گیری جریان کانال باز سرریزها و Flume ها هستند. برخلاف جریان عبوری از کانال بسته، ارتفاع سطح جریان نسبت به جریان کانال باز اندازه گیری می شود.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
اصول فلومتر کانال باز
جریان مایع بر اساس اصل انرژی است. دو نوع انرژی بر جریان در کانال های باز حاکم است، انرژی جهانی و انرژی ویژه. بر اساس اصل انرژی ویژه، حداقل انرژی زمانی اتفاق می افتد که عدد فرود (Fr) برابر با 1 باشد.
= Q سرعت جریان
= A سطح مقطع
= T عرض بالای جریان
g = شتاب گرانش
این شرایط حداقل انرژی نیز جریان خاصی به نام جریان بحرانی ایجاد می کند. همانطور که در رابطه 1 مشاهده می شود زمانی که یک جریان بحرانی رخ می دهد، نرخ جریان (Q) را می توان از طریق سطح مقطع و عرض بالای جریان محاسبه کرد. برای اندازه گیری دقیق جریان در کانال باز، لازم است یک شرایط جریان بحرانی ایجاد شود که امکان اندازه گیری جریان را به سادگی با اندازه گیری عمق جریان (تولید مقادیر برای T و A) فراهم کند.
تفاوت بین جریان کانال باز و جریان لوله چیست؟
- جریان کانال باز یک سطح آزاد دارد در حالی که جریان لوله سطح آزاد ندارد.
- جریان کانال باز تحت فشار اتمسفر قرار می گیرد در حالی که جریان لوله به جای فشار هیدرولیک، هیچ فشار جوی مستقیمی ندارد.
- نیروی محرکه در جریان کانال باز عمدتاً گرانش و همچنین جهت جریان است، در مورد جریان لوله، نیروی محرکه بیشتر نیروی فشار در امتداد جهت جریان است.
- مساحت جریان در جریان لوله با توجه به ابعاد لوله و به صورت دایره ای است و بدین ترتیب جریان مطابق با آن خواهد بود. در مورد کانال باز، مساحت جریان توسط هندسه کانال و همچنین سطح آزاد تعیین می شود و در طول زمان و همچنین به دلیل جهت جریان تغییر می کند.
- سطح مقطع لوله دایره ای است اما در مورد جریان کانال باز می تواند اشکال نامنظم داشته باشد، OCF بیشتر جریان های طبیعی است.
- زبری نسبی در مورد لوله ثابت است اما در مورد OCF ثابت نیست، زبری نسبی با توجه به سطح سطح آزاد متفاوت است.
چگونه جریان کانال باز را اندازه گیری کنیم ؟
برای اندازه گیری جریان یک کانال باز، باید جریان را از موانع عبور دهیم. جریان از این انسداد به صورت سرریز و Flume اندازه گیری می شود. روش خاصی که برای اندازه گیری جریان استفاده می شود، استفاده از کنتورهای جریان به غیر از لوله پیتوت و اندازه گیری با استفاده از شناور است.
ارتفاع مایع جاری با استفاده از هر یک از تراز سنج ها مانند ترانسمیتر جریان اولتراسونیک اندازه گیری می شود :
سنسور اولتراسونیک سیگنال صوتی را به کانال جریان می فرستد و زمان سپری شده بازگشت اکو را اندازه گیری می کند. کنترل کننده متصل به سنسور جریان را با توجه به انسداد مورد استفاده یعنی سرریزها و فلوم ها محاسبه می کند.
دستگاه های اندازه گیری جریان کانال باز:
وسایل اولیه مورد استفاده در اندازه گیری جریان کانال باز سرریزها و Flume ها هستند.
سرریزها :
سرریزها دهانه هایی در قسمت بالایی سد یا مخزن هستند که جریان مایع را امکان پذیر می کنند و امکان اندازه گیری جریان را فراهم می کنند. با مشخصه های دفن زباله شناخته شده، جریان معمولاً با ارتفاع مایع در سرریز تعیین می شود.
سرریزهای مستطیلی و شکاف V وجود دارد
مزایا
- عملیات ساده
- بردپذیری خوب (برای تشخیص جریان زیاد و کم)
معایب
- کاهش فشار
- دقت حدود 2 درصد
Flume
Flume ها اصلاحی در سرریز هستند که در آن بخش جریان برای حفظ فشار سر کاهش می یابد. یک کانال باعث می شود که مایع وارد کانال باریک تری شود و با انجام این کار فقط افت فشاری در سر را در حدود 1/4 آن برای محل دفن زباله با همان اندازه ایجاد می کند. این فرآیند، در اصل، شبیه به یک لوله ونتوری مستطیلی است.
مانند سرریزها، سطح آب در کانال تابعی از شاخص جریان است. این کانال با هدایت دقیق جریان، دقت بیشتری را ارائه می دهد. کانال همچنین مستقل از سرعت سیال در هنگام ورود است و به این ترتیب، کاربرد به سد یا مخزن بافر نیاز ندارد.
مزایا
- اندازه گیری های قابل اعتماد و قابل تکرار
- بدون فرسایش
- به خاک و زباله حساس نیست
- افت فشار سر بسیار کم
- عملیات و نگهداری ساده
معایب
- هزینه نصب بالا
- دقت پایین
- لوازم الکترونیکی گران قیمت
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
