Анна Анатольевна Наумова, соискатель кафедры «Гидравлики, гидрологии и управления водными ресурсами»
AuthorID: 1010469;
Москва
Anna A. Naumova, applicant for the department of hydraulics, hydrology and water resources management
AuthorID: 1010469
Moscow
Алексей Васильевич Перминов, канд. техн. наук, доцент кафедры «Гидравлики, гидрологии и управления водными ресурсами»
Москва
Aleksey V. Perminov, CSs (Tech), associate professor of the department of hydraulics, hydrology and water resources management
Moscow
Кахлеррас Джиллали, канд. техн. наук
улица Сумаа Блида
Kahlerras Jillili, CSs (Tech)
Sumaa Blida Street
Цель исследований – анализ факторов, определяющих погрешность измерения расхода воды расходомерами с сужающими устройствами (диафрагмами и мерными водосливами) в открытых потоках несжимаемой жидкости, применяемых в мелиоративных системах и на гидротехнических сооружениях, с особым вниманием к влиянию граничных условий эксплуатации (режима подтопления нижнего бьефа, подходной скорости потока, геометрических параметров каналов). В статье проводится анализ структуры градуировочной характеристики, выведенной на основе уравнения Бернулли и уравнения неразрывности, и оценивается влияние различных допущений, принятых при ее выводе. Рассматриваются водосливы с тонкой стенкой, водосливные пороги различного очертания, щелевые водосливы, лотки Вентури и Паршалла. Подчеркивается, что для сужающих устройств открытых потоков метрологическое обоснование погрешностей разработано недостаточно в отличие от напорных трубопроводов. Особое внимание уделяется недопустимости работы в подтопленном режиме, который вносит значительные дополнительные погрешности, делающие невозможным достижение нормативной точности измерений (0,25-1,0%). Показано, что применение эмпирических поправочных коэффициентов для учета влияния подтопления является неоправданным ввиду сложности воспроизведения многофакторных условий сопряжения бьефов. Делается вывод о том, что основным резервом повышения точности расходомеров являются применение более совершенных измерительных приборов, использование успокоительных устройств и строгий контроль граничных условий эксплуатации.
The purpose of this work is to analyze the factors that determine the error in measuring water flow using flow meters with constrictive devices (diaphragms and measuring weirs) in open streams of incompressible liquid, which are used in land reclamation systems and hydraulic structures, with a special focus on the influence of boundary operating conditions (the flooding regime of the downstream, the approach flow velocity, and the geometric parameters of the channels). The article analyzes the structure of the calibration characteristic derived from the Bernoulli equation and the continuity equation, and evaluates the impact of various assumptions made in its derivation. It considers thin-walled weirs, various-shaped weir thresholds, slot weirs, Venturi trays, and Parshall trays. The article emphasizes that, unlike for pressure pipelines, the metrological justification of errors is insufficient for open-flow constrictions. Special attention is paid to the inadmissibility of working in a flooded mode, which introduces significant additional errors that make it impossible to achieve the required accuracy of measurements (0.25-1.0%). It is shown that the use of empirical correction factors to account for the influence of flooding is unjustified due to the complexity of reproducing the multifactorial conditions of the downstream junction. It is concluded that the main way to improve the accuracy of flow meters is to use more advanced measuring instruments, use of damping devices, and strict control of the boundary operating conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.