Thiết bị đo lưu lượng có nhiều loại: đập tràn tam giác thành mỏng, thước đo mực nước, đồng hồ đo nước kiểu turbin, ống Ven tu ri, vòi ven tu ri, ống đo khuỷu cong ...
1. Đồng hồ đo nước kiểu turbin
Đồng hồ đo nước kiểu turbin gồm: bánh xe xoắn 2 ( xem Hình 10 - 20 ) đặt nằm ngang quay quanh một trục, số vòng quay tỷ lệ với lượng nước chảy qua nó, khi bánh xe quay sẽ truyền lên kim đồng hồ đo nước 4 qua trục truyền 3. Để biểu thị các đặc trưng thủy lực của đồng hồ đo lưu tốc người ta dùng lưu lượng đặc trưng. Khi chọn đồng hồ đo nước để sử dụng cần phải căn cứ vào những các điều kiện sau: Lưu lượng định đo lớn nhất không lớn hơn 50% lưu lượng đặc trưng, phụ tải sử dụng lớn nhất bằng 0,2 ... 0,25
lưu lượng đặt trưng và lưu lượng nhỏ nhất không nhỏ hơn 0,02 ... 0,05 lưu lượng đặc trưng để đảm bảo độ nhậy của đồng hồ đo. Lưu lương đặc trưng tra trong bảng tra cứu của đồng hồ đo. Để đảm bảo độ chính xác của số liệu đo, quy định: trước đồng hồ đo nước phải có một đoạn ống thẳng bằng 5 ...10 lần đường kính ống, phía sau đồng hồ có đoạn thẳng dài 3... 5 lần đường kính ống, van phải lắp xa đồng hồ một đoạn lớn hơn 0,5 m. Nhược điểm của đồng hồ đo nước kiểu này là không thể đo được lưu lượng tức thời.
2. Ống Ven tu ri:
Ống Ven tu ri ( Hình 10 -21,a ) gồm hai đoạn nón cụt nối lại với nhau. Tỷ số giữa đường kính nhỏ và đường kính lớn thường là : d/D = 0,3 ... 0,7. Lưu lượng chảy qua ống Ven tu ri được tính theo công thức sau:
Q=c.α.d2hngQ=c.α.d2hng size 12{Q=c "." α "." { size 24{d} } rSup { size 8{2} } sqrt { { { { size 24{h} } rSub { size 8{n} } } over {g} } } } {}( 10 - 6 )
Trong đó: d - đường kính ống nhỏ, ( mm );
hnhn size 12{ { size 24{h} } rSub { size 8{n} } } {}- độ chênh áp lực của cột chất lỏng trong ống đo áp lực;
gg size 12{g} {} - dung trọng của nước, ( kg/m3 );
c - hệ số, lấy bằng 0,04445 khi nhiệt độ t = 1 ... 200C, chất lỏng trong ống
đo áp là thủy ngân và d tính bằng mm,
gg size 12{g} {}tính bằng kg/m3;
αα size 12{α} {}- hệ số phụ thuộc tỷ số d/D, lấy như sau:
Bảng 2
| d/D |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
|
α
α
size 12{α} {}
|
0,989 |
0,994 |
1,006 |
1,032 |
1,089 |
Tổn thất cột nước trong ống Ven tu ri có thể tính: h = 0,22
hn(1−d2D2)hn(1−d2D2) size 12{ { size 24{h} } rSub { size 8{n} } \( 1- { { { size 24{d} } rSup { size 8{2} } } over { { size 24{D} } rSup { size 8{2} } } } \) } {}.
Ống Ven tu ri dùng để đo lưu lượng trong đường ống có đường kính 150 mm, ống phải được lắp giữa hai đoạn ống thẳng, đoạn ống thẳng trước Ven tu ri dài 13 lần đường kính ống, đoạn sau dài bằng 5 lần đường kính ống.
3. Vòi Ven tu ri ( xem Hình 10 - 22 ).
Vòi Ven tu ri về nguyên lý giống ống Ven tu ri chỉ khác là dùng vòi sẽ cho chiều dài ngắn hơn, do đó tổn thất cột nước cũng nhỏ hơn so với ống Ven tu ri.
Loại ống đo và vòi Ven tu ri có các ưu điểm : có thể dùng đo được chất lỏng bẩn, lưu lượng lớn, có thể đo dược lưu lượng tức thời, tổn thất cột nước nhỏ ( dưới 0,4 m ). Nhưng nó cũng có nhược điểm là : chiều dài lớn ( bằng 5 ... 8 lần D, vòi Ven tu ri nhỏ hơn ) và phải lắp bộ phận đo áp bằng thủy ngân ở ngoài. Để rút ngắn kích thước nhà máy, ống Ven tu ri có thể đặt trong hầm ngoài nhà máy.
4. Khuỷu cong đo nước:
Tại chỗ uốn cong 1 của đường ống ( xem Hình 10 - 23 ) ta khoan một lỗ ở chỗ lồi và một lỗ ở chỗ lõm có đường kính 10 mm và nối chúng với thiết bị đo áp lực hình chữ U hoặc một loại đồng hồ đo lưu lượng làm việc theo nguyên lý chênh lệch áp lực. Dựa vào độ chênh lệch áp lực giữa hai phía ta có thể tính được lưu lượng chảy qua ống. Tốc độ nước chảy qua ống cong có trị số sao cho độ chênh áp lực ở hai phía lồi và lõm không thấp hơn 10 mm thủy ngân, trị số đó khoảng 1 m/s.
Lưu lượng được tính theo công thức:
Q = 3,49.
mD2R2D(S−1)DhmD2R2D(S−1)Dh size 12{m { size 24{D} } rSup { size 8{2} } sqrt { { {R} over {2D} } } sqrt { \( S-1 \) Dh} } {}, ( m3/s )( 10 - 7 )
Trong đó:
mm size 12{m} {}- hệ số lưu lượng, xét đến sự sai khác giữa lý luận và thực tế do lưu tốc
trong ống khuỷu không đều;
D - đường kính trong của ống khuỷu, ( m );
R - bán kính thủy lực của ống khuỷu, ( m );
S - tỷ số giữa dung trọng chất lỏng đo áp trong ống đo chữ U và
gg size 12{g} {} nước;
DhDh size 12{Dh} {}- độ chênh của cột chất lỏng trong ống hình chữ U.
Công thức trên có thể tính khi thiết bị đo nước lắp ở đường ống hút hoặc ống đẩy.
Ngoài ra còn có thể dùng công thức tính lưu lượng sau:
{}Q = 0,0443
αD2R2DDhgαD2R2DDhg size 12{α { size 24{D} } rSup { size 8{2} } sqrt { { {R} over {2D} } } sqrt { { {Dh} over {g} } } } {}( 10 - 8 )
Trong đó:
gg size 12{g} {}- dung trọng của nước;
αα size 12{α} {} - hệ số, bình quân bằng 1, nếu R/D = 0,95 ... 1,5.
Độ chính xác của thiết bị đo khoảng 5 %.
Trước khi tính phải dùng các thiết bị đo lưu lượng khác để đo các lưu lượng khác nhau với độ chênh
DhDh size 12{Dh} {}và Q, sau này khi có
DhDh size 12{Dh} {}ta có thể đọc ngay ra được Q. Loại thiết bị đo này hiện được ưa dùng vì: giá thành rẻ lại dễ lắp , thuận tiện lại nhậy. Nếu dùng các phương pháp khác như điện hoặc cơ để đo
DhDh size 12{Dh} {} thì quản lý sẽ đơn giản đi nhiều. Khi đo dòng chảy nên đo ở bể hút hoặc ở kênh dẫn. Đo nước bằng hình thức này tổn thất cột nước nhỏ và dụng cụ đo này có thể tự làm lấy được. Dung trọng chất lỏng đo áp lực chọn tương đối lớn, có thể 2,5 ... 6,0.
