doc_act

Методические указания по определению расходов сточной жидкости в безнапорных трубопроводах

Реклама

 

  Скачать документ

 



Министерство жилищно-коммунального хозяйства РСФСР
Ордена Трудового Красного Знамени
Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова

Утверждено

приказом Министерства жилищно-

коммунального хозяйства РСФСР

23 марта 1987 г. № 122

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСХОДОВ СТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ
В БЕЗНАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

Отдел научно-технической информации АКХ
Москва 1987

Настоящие указания устанавливают порядок проведения измерений расходов сточной жидкости в безнапорных трубопроводах, требования к участкам трубопроводов, на которых должны проводиться измерения, и к средствам измерения уровня и скорости.



Реклама

Методические указания разработаны НИИ КВОВ АКХ им. К.Д. Памфилова (кандидаты техн. наук Т.М. Колискор и В.А. Казарян, инж. М.В. Мкртчян) при участии треста Мосочиствод (инженеры В.В. Иванов и Л.Ф. Скрябин) и ВНИИ ВОДГЕО (канд. техн. наук П.В. Лобачев) и согласованы с Казанским филиалом ВНИИ ФТРИ. Предназначены для организаций, занимающихся эксплуатацией и наладкой систем канализации.

Замечания и предложения по указаниям просьба направлять по адресу: 123371, Москва, Волоколамское шоссе, 87, НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ им. К.Д. Памфилова.

В настоящее время основным устройством, применяемым для измерения расходов сточной жидкости, являются лотки Вентури и Паршаля. Значительные размеры этих устройств не позволяют применять их в стесненных условиях. Чаще всего они используются на очистных станциях, а единственным методом, применяемым на сетях, является метод «площадь - скорость», для осуществления которого требуется произвести не менее 15 измерений местных скоростей.

Определение расхода этим методом требует значительных затрат труда и времени. Кроме того, в процессе измерений в натурных условиях возможно изменение расхода, что снижает точность метода. Метод, изложенный в настоящих указаниях, заключается в определении расхода путем измерения наполнения и скорости в одной точке. Он обладает достаточной точностью, доступен для применения в условиях эксплуатации. Метод апробирован в тресте Мосочиствод и в Водоканалах Новосибирска и Еревана.

I. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1. Метод предназначен для определения расхода сточной жидкости в безнапорных трубопроводах круглой формы путем измерения наполнения и скорости движения жидкости в одной точке.



Реклама

2. Метод позволяет произвести градуировку измерительного сечения (сечения, где устанавливаются измерительные приборы), т.е. установить зависимость расхода от уровня жидкости.

3. Измерения могут проводиться при соблюдении следующих условий: наполнение трубы не должно быть более 0,75 и в период измерений дольно оставаться постоянным; минимальный диаметр трубопровода 0,3 м, что связано с размерами стандартных гидрометрических вертушек, минимальный диаметр которых равен 0,02 м; средняя скорость движения воды не менее 0,7 м/с; дно трубопровода должно быть чистым.

4. Требования настоящих указаний изложены в соответствии с утвержденными Госстандартом СССР «Правилами измерения расхода жидкости при помощи стандартных водосливов и лотков» (РДП-99-77).

II. ОСНОВЫ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ ПО ИЗМЕРЕНИЮ ЕЕ УРОВНЯ И СКОРОСТИ В ОДНОЙ ТОЧКЕ ЖИВОГО СЕЧЕНИЯ

5. Метод определения расхода сточной жидкости по измерению скорости в одной точке основан на установленной зависимости распределения скоростей в живом сечении от основных параметров потока (диаметра трубопровода, его наполнения и коэффициента шероховатости стенок).

6. Для трубопроводов, транспортирующих сточную жидкость, коэффициент шероховатости n принимается постоянным и равным 0,014. Указания по определению диаметра и наполнения приведены в п. 16 и 17.



Реклама

7. Расход жидкости может быть определен двумя способами:

по величине средней скорости потока ?ср по формуле

Q = uсрw, (1)

где w - площадь живого сечения потока;

по величине максимальной скорости ?max по формуле



Реклама

Q = umaxwN, (2)

где N - безразмерный коэффициент, определяемый по таблице прил. 1.

Второй способ позволяет достичь большей точности, так как при измерении максимальной скорости, находящейся на большем расстоянии от дна лотка, чем средняя, существует меньшая вероятность налипания загрязнений на вертушку. Поэтому этот способ является предпочтительным.

Первый способ должен использоваться лишь в тех случаях, когда расстояние максимальной скорости от поверхности воды меньше, чем 1,5 диаметра гидрометрической вертушки.

8. Для исключений трудоемких вычислений составлены таблицы (прил. 1 и 2), позволяющие определять необходимые параметры по результатам измерения диаметра трубопровода и наполнения.



Реклама

9. Погрешность определения расхода жидкости настоящим методом при измерении максимальной скорости не превышает 5 %, при измерении средней скорости - 7 %. Для более точного определения погрешности модно пользоваться методикой, изложенной в прил. 3.

III. ТРЕБОВАНИЯ К УЧАСТКУ ТРУБОПРОВОДА, НА КОТОРОМ ПРОВОДЯТСЯ ИЗМЕРЕНИЯ

10. Для обеспечения гарантируемой точности измерительный участок трубопровода должен быть прямолинейным с постоянным уклоном и диаметром без боковых присоединений.

Длина участка перед измерительным сечением должна быть не менее 40Н (Н - глубины наполнения трубопровода), а после него 10Н.

11. Сечение, в котором устанавливаются приборы для измерения скорости и уровня, должно быть расположено в середине лотка смотрового колодца. В этом сечении и вблизи него не должно быть выступов, закладных деталей и других предметов, вызывающих искажение уровня в результате местных возмущений потока.

IV. ТРЕБОВАНИЯ К ПРИБОРАМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И УРОВНЯ

12. Для измерения уровня допускается применять простейшие средства измерения: мерные иглы, крючковые рейки, пьезометрические трубки, водомерные рейки и т.д.



Реклама

Мерные рейки являются наиболее грубыми средствами измерения. Более точно позволяют измерить уровень мерные иглы. Основной деталью мерной иглы является шток с нанесенными на нем отметками. На штоке укреплена зубчатая планка, соединенная с кремальерой и нониусом. Отсчет по нониусу производят в момент касания иглой, прикрепленной к штоку, поверхности жидкости или в момент отрыва иглы от этой поверхности. Плоскостью отсчета является дно лотка.

Более подробное описание средств измерения уровня жидкости содержится в книге И.В. Лобачева и Ф.А. Шевелева «Измерение расхода жидкостей и газов в системах водоснабжения и канализации» (М.: Стройиздат, 1985).

13. При постоянных наблюдениях за расходами следует использовать уровнемеры с самопишущими устройствами типа СУВ-М («Валдай»).

14. Для измерения скоростей рекомендуется применять следующие гидрометрические вертушки: для потоков глубиной более 0,3 м - типа Х-6, ГР-96, для потоков глубиной более 0,3 м - ГР-21 М, ГР-99,ГР-55 (ГОСТ 15126-80).

Тип вертушки Диаметр



Реклама

лопастного винта, мм

Х-6..................................................................... 20

ГР-96................................................................. 30

ГР-55................................................................. 70

ГР-99................................................................. 80



Реклама

ГР-21 М............................................................ 120

15. Гидрометрические вертушки должны быть в хорошем состоянии, которое поддерживается чисткой после каждого использования и своевременной заменой всех изношенных или поврежденных деталей.

V. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

16. В смотровом колодце на участке трубопровода, выбранном в соответствии с требованиями, изложенными в разд. III, измерить отметку лотка Нл и отметку поверхности жидкости Нп. По разности (Нп - Нл) определить глубину наполнения Н.

17. Мерной штангой или стальной рулеткой измерить горизонтальный диаметр лотка не менее чем в трех сечениях. По среднеарифметическому из этих значений принимается диаметр трубопровода Д.

18. Определить относительное наполнение трубопровода Н/Д.

19. По таблице (см. прил. 1) найти расстояние по вертикали от лотка до местоположения максимальной скорости h, соответствующее фактическим величинам Д и Н/Д.

20. Определить величину (Н - h).

21. При (Н - h) < 1,5 диаметра гидрометрической вертушки расход в соответствии с п. 7 определяется по средней скорости.

Для этого:

с помощью таблицы (см. прил. 2) вычислить площадь поперечного сечения потока w и гидравлический радиус R;

определить расстояние по вертикали от лотка по местоположения средней скорости по формуле

yср = 0,418R;

на штанге с мерными делениями укрепить вертушку на высоте yср;

измерить среднюю скорость uср на высоте yср от лотка;

вычислить Q по формуле (1).

22. При (Н - h) ? 1,5 диаметра гидрометрической вертушки расход определить по максимальной скорости.

Для этого:

на штанге с мерными делениями укрепить вертушку на высоте h;

измерить максимальную скорость umax на высоте h от лотка;

по таблице (см. прил. 1) найти значение N;

с помощью таблицы (см. прил. 2) вычислить значение w;

вычислить Q по формуле (2).

23. Гидрометрическая вертушка должна находиться в каждой выбранной точке измерения не менее 40 с. Измерения скоростей в каждой из указанных точек следует выполнять не менее трех раз. Значение скорости принять как среднеарифметическое этих измерений. При расхождении результатов измерений скорости более чем на 5 % измерения повторить.

24. Стабильность расхода в процессе измерений контролируется неизменностью наполнения, которое дополнительно измеряется после измерения скоростей.

VI. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА

25. Градуировка осуществляется с целью последующего определения расхода по измерению уровня жидкости в трубопроводе. При этом используется известная зависимость Q/Qп (где Qп - расход при полном наполнении) от относительного наполнения Н/Д (рисунок), справедливая для всех используемых в канализации диаметров труб.

26. Для определения по этой зависимости расхода при любом наполнении следует предварительно установить величину Qп, что осуществляется проведением определения расхода Q при каком-либо фиксированном наполнении по методике, изложенной в разд. V.

Далее следует по графику (см. рисунок) установить коэффициент А (А = Q/Qп), соответствующий измеренному наполнению, и определить Qп по формуле Qп= Q/A.

При установленной для данного трубопровода величине Qп по графику (см. рисунок) можно определить расход при любом наполнении.

Методические указания по определению расходов сточной жидкости в безнапорных трубопроводахМетодические указания по определению расходов сточной жидкости в безнапорных трубопроводах

Зависимость расхода жидкости от ее уровня в канале круглого сечения

Значение Qп определить как среднеарифметическое при двух-трех измерениях расхода и наполнения.

27. Градуировку измерительного сечения рекомендуется проводить не реже 1 раза в год. Внеочередная градуировка проводится при изменении условий работы трубопровода.

VII. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

28. Производство работ по определению расходов сточной жидкости в системах канализации должно осуществляться в соответствии с действующими «Правилами техники безопасности при эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных мест» (М.: Стройиздат, 1979, Разд. 4.2 - 4.3).

29. Перед спуском людей в колодец, где проводятся измерения, необходимо проверить его загазованность лампой ЛБВК.


ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Значения N и h для трубопроводов круглого сечения

Н/Д

Д, мм

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1200

1400

1500

1600

2000

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

N

h, мм

0,1

0,8537

18

0,8967

19

0,8563

36

0,8513

45

0,8571

54

0,855

64

0,86

73

0,8608

82

0,861

91

0,8629

115

0,8650

129

0,856

138

0,8663

147

0,8685

185

0,15

0,848

25

0,8571

39

0,8545

52

0,8609

65

0,8609

79

0,8646

92

0,8351

105

0,8656

119

0,8663

132

0,8685

159

0,8702

186

0,8706

200

0,8715

213

0,8732

268

0,2

0,8501

35

0,8549

49

0,8608

66

0,8658

84

0,8671

101

0,8668

118

0,8679

135

0,869

153

0,873

170

0,872

205

0,87301

240

0,874

258

0,8746

275

0,8763

346

0,25

0,8632

39

0,8611

59

0,8658

80

0,8672

101

0,8698

121

0,8703

142

0,8718

163

0,8723

184

0,8703

206

0,8743

248

0,8758

290

0,8762

312

0,8767

333

0,8784

419

0,3

0,8575

45

0,8632

68

0,8675

92

0,8698

116

0,8717

141

0,8723

165

0,873

189

0,8741

214

0,8749

238

0,8763

288

0,8774

337

0,878

362

0,8784

286

0,8801

487

0,35

0,8673

50

0,8658

77

0,87

104

0,8718

131

0,873

158

0,8742

186

0,875

213

0,8761

241

0,8767

269

0,8778

325

0,8777

381

0,8794

409

0,8798

437

0,8812

550

0,4

0,8603

57

0,8709

84

0,8721

114

0,8739

144

0,8722

179

0,8754

205

0,8764

236

0,8751

266

0,8776

297

0,8788

359

0,8798

422

0,8803

453

0,8806

484

0,882

610

0,45

0,868

59

0,872

91

0,8741

123

0,874

156

0,8752

189

0,8762

223

0,8774

256

0,8779

290

0,8786

323

0,879

391

0,8805

459

0,8809

494

0,881

529

0,8825

666

0,5

0,8721

63

0,8715

97

0,8742

132

0,8749

167

0,8762

203

0,8770

239

0,8778

275

0,8783

311

0,879

348

0,8799

421

0,8809

494

0,8812

531

0,8815

568

0,8827

717

0,55

0,8701

66

0,8737

103

0,8743

140

0,8757

178

0,877

216

0,8773

254

0,878

292

0,8787

331

0,8791

370

0,8801

448

0,8809

527

0,8812

566

0,8816

606

0,8827

765

0,6

0,874

69

0,874

108

0,8753

147

0,8756

187

0,8769

227

0,8773

267

0,8781

308

0,8778

352

0,8791

390

0,8799

473

0,8806

557

0,881

593

0,8813

640

0,8824

809

0,65

0,8742

72

0,8738

112

0,8755

153

0,8756

195

0,8766

237

0,8773

280

08777

323

0,8782

366

0,8787

409

0,8797

494

0,8802

584

0,8805

628

0,8808

672

0,8818

850

0,7

0,8727

75

0,8742

116

0,8749

159

0,8726

202

0,8761

246

0,8756

291

0,8771

335

0,8776

380

0,8779

426

0,8787

517

0,8793

609

0,8799

655

0,8799

701

0,8809

887

0,75

0,8742

76

0,8739

120

0,8743

164

0,8747

209

0,8752

255

0,8756

301

0,8791

347

0,8765

394

0,8769

441

0,8776

535

0,8782

631

0,8784

679

0,8787

727

0,8796

921

0,8

0,8723

78

0,8726

122

0,872

168

0,8729

215

0,8734

262

0,8739

309

0,8761

357

0,8748

405

0,8753

454

0,8759

552

0,8765

651

0,8767

701

0,877

751

0,8779

952


Приложение 2

Относительные значения и для трубопровода круглого сечения (;)

Н/Д

0,1

0,04088

0,0635

0,15

0,07388

0,0929

0,2

0,1118

0,1206

0,25

0,1536

0,1466

0,3

0,1982

0,1709

0,35

0,245

0,1900

0,4

0,2934

0,2142

0,45

0,3428

0,2331

0,5

0,3927

0,25

0,55

0,4426

0,2649

0,6

0,492

0,2776

0,65

0,5404

0,2881

0,7

0,5872

0,2962

0,75

0,6319

0,3017

0,8

0,7636

0,3042

0,85

0,7115

0,3033

0,9

0,7445

0,298

0,95

0,7707

0,2865

1

0,7854

0,25

Приложение 3

Нахождение погрешности определения расхода

1. Средняя квадратическая погрешность определения расхода вычисляется по формуле

Методические указания по определению расходов сточной жидкости в безнапорных трубопроводах

где d?, ?и, ?y1, dy2, dx - средняя квадратическая погрешность соответственно определения площади живого сечения, измерений скорости, определения точки измерения, установки измерителя скорости, установления местоположения центральной вертикальной оси; , - безразмерный градиент скорости соответственно по вертикали и по горизонтали.

Учитывая, что w = f(Н/Д, Д), можно записать:

где dн, dд - средняя квадратическая погрешность измерения соответственно наполнения и диаметра трубы.

2. При определении расхода по измерению umax средняя квадратическая относительная погрешность определения расхода вычисляется по формуле

Методические указания по определению расходов сточной жидкости в безнапорных трубопроводах

где - i гидравлический уклон трубопровода.

3. При определении расхода по измерению uср средняя квадратическая относительная погрешность измерений расхода вычисляется по формуле

4. Если для измерения скорости используют гидрометрическую вертушку с погрешностью ?и = 0,02, а для измерения наполнения - мерную иглу с погрешностью dн = 0,015 - 0,02, то в зависимости от расхода относительная погрешность определения расхода в трубопроводах диаметром от 200 до 2000 мм при измерении средней скорости составляет 0,04 - 0,07, а при измерении максимальной скорости 0,03 - 0,005.

СОДЕРЖАНИЕ

I. Назначение и область применения. 1

II. Основы метода определения расхода жидкости по измерению ее уровня и скорости в одной точке живого сечения. 2

III. Требования к участку трубопровода, на котором проводятся измерения. 2

IV. Требования к приборам для измерения скорости и уровня. 3

V. Порядок выполнения измерений. 3

VI. Порядок проведения градуировки измерительного сечения трубопровода. 4

VII. Техника безопасности. 5

Приложения. 6




Реклама: ;


Самые популярные документы раздела



Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика