幾種流量計(jì)對野外地下水資源計(jì)量的比較
發(fā)布時間：2022-12-30 22:16:29來源：hseauto.cn來源：..
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能源（包括水資源）是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源和資源計(jì)量是實(shí)現(xiàn)粗放管理到精細(xì)管理的具體體現(xiàn)，是節(jié)能數(shù)據(jù)化管理的重要保障。隨著我國能源和資源形勢的嚴(yán)峻和環(huán)保的壓力，通過加強(qiáng)計(jì)量基礎(chǔ)的管理，充分發(fā)揮計(jì)量工作在節(jié)能降耗措施中的效用。計(jì)量器具是能源和資源監(jiān)測與計(jì)量工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，配好配齊各種計(jì)量器具是做好能源和資源監(jiān)測與計(jì)量的前提和技術(shù)保證。按照GB17167-2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》的要求配備能源和資源計(jì)量器具。
1 灌溉用地下水資源現(xiàn)狀和計(jì)量用表的安裝環(huán)境
這里所說的地下水資源，指的是在野外打得較深的電機(jī)井，打到地下的蓄水層，有的幾十米深、上百米深，甚至達(dá)到二、三百米深。由于干旱和大量抽采地下水用于灌溉，使地下的蓄水層越來越深，電機(jī)井也越打越深，較淺的電機(jī)井已經(jīng)沒有水了，電機(jī)井也在不斷的更新。機(jī)井的現(xiàn)狀不容樂觀：有的是裸井，只有水泵和電機(jī)等，有的只有簡易的棚子；還有的有很小的泵房，沒有人值守；計(jì)量的現(xiàn)狀更沒有提到日程上來。
一般的電機(jī)井都在野外，很少有在村落中的。由于建設(shè)費(fèi)用的原因，井口泵房的建設(shè)，空間都很狹小，彎頭、三通和閥門等管件較為集中，流量儀表安裝距離要求緊湊，一般直管段伸展不開。另外離心泵的泵口壓力和脈動較大，電網(wǎng)電壓的波動和電機(jī)的電磁強(qiáng)度都會對流量儀表有一定的影響。還有由于直接抽采的是地下水，水中會漂浮極細(xì)的細(xì)沙，會造成對流量儀表的磨損；同時會有氣體、液體和固體混相流動的情況，要求流量儀表不受較大的影響。因?yàn)槭琴Q(mào)易結(jié)算用表，準(zhǔn)確度一般要求較高（見表1）。
2 地下水資源計(jì)量用表的要求及特點(diǎn)比較
地下水資源計(jì)量用流量儀表的要求，儀表上游雖然有彎頭、三通和閥門等管件較為集中的現(xiàn)象，但流量儀表安裝整流直管段要求要盡量的短；泵口的壓力較大，所選用的流量儀表要有一定的耐壓強(qiáng)度；同時泵口流體的脈動較大和電網(wǎng)電壓的波動和電機(jī)的電磁強(qiáng)度，所以所選用的流量儀表要有一定的抗泵口脈動和電壓波動還有電磁強(qiáng)度的能力；由于水中漂浮細(xì)沙，會造成對流量儀表的磨損，所以所選用的流量儀表要有一定抗磨損能力，最好沒有可動的部件和較銳利的部件，且準(zhǔn)確度可保持較長時間不變。準(zhǔn)確度等級還得達(dá)到表1的要求。
水資源計(jì)量常用的流量計(jì)有渦輪、渦街、超聲、電磁、孔板流量計(jì)、水表和V內(nèi)錐形流量計(jì)。相關(guān)流量儀表特點(diǎn)比較見表2。
從表2可以看到，電磁、超聲、渦街、渦輪、孔板流量計(jì)均要求較長的直管段，一般上游要求10至20D，下游要求5至10D。渦輪流量計(jì)有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，軸和軸承很容易被水中漂浮的細(xì)沙磨損。渦街流量計(jì)由于工作原理的原因，安裝在泵口抗脈動不好。超聲、電磁流量計(jì)造價較貴。孔板流量計(jì)孔板入口邊緣銳利較易磨損，且壓力損失較大。水表雖然不需要直管段，但有旋轉(zhuǎn)的葉輪，非金屬的軸和軸承更容易被水中漂浮的細(xì)沙磨損。V內(nèi)錐形流量計(jì)直管段要求較短，一般上游要求0至3D，下游要求0至1D，抗脈動、波動和電磁較好，沒有旋轉(zhuǎn)部件，耐磨性較好見圖1，因此可延長使用壽命和檢定時間。從表2的第1、2項(xiàng)安裝方面，第4、5、6項(xiàng)抗脈動、波動、和電磁方面，和第3、7項(xiàng)耐磨性方面，還有第8項(xiàng)壓力損失、第9項(xiàng)延長周期檢定和性價比等方面。地下水資源計(jì)量，筆者認(rèn)為V內(nèi)錐形流量計(jì)是較好的選擇。
3 V內(nèi)錐形流量計(jì)的流體掃過型設(shè)計(jì)能改善流場速度分布
由于被測流體與內(nèi)錐體的相互作用，測試結(jié)果證明：V形內(nèi)錐有整流作用，它不但能改善速度分布，還能在很大程度上消除旋渦二次流（見圖2），并由內(nèi)錐造成了新的速度分布。因此V內(nèi)錐形流量計(jì)的上游，則不需要安裝任何形式的流動調(diào)整器，并要求很短的直管段，一般上游要求0至3D（當(dāng)V內(nèi)錐形流量計(jì)安裝在閥門的下游時，要求3D），下游要求0至1D。
當(dāng)流體流經(jīng)具有特殊廓形的內(nèi)錐體時，會在其周邊形成邊界層并疏導(dǎo)流體離開錐體尾部的邊緣，從而減少它被磨損的可能性。V內(nèi)錐形流量計(jì)設(shè)計(jì)成流體掃過型結(jié)構(gòu)，沿管內(nèi)壁由被測流體完全實(shí)現(xiàn)自行清掃見圖3，不可能截留流體中夾帶的任何氣體和固體顆粒，將它們帶向下游，始終確保無污物、泥沙在流量計(jì)中沉積，非常適用于泥沙、臟污流體的流量測量。沒有機(jī)械傳動幾乎沒有維修。抗耐磨的是一個面，因此準(zhǔn)確度可長期保持不變。
V內(nèi)錐形流量計(jì)的設(shè)計(jì)和制造，可以保證決定β值的邊緣不會由于接觸流體而被磨損。當(dāng)流體流入流量計(jì)表體內(nèi)時，高速的核心流動將被迫按照流線的路徑愈靠近管內(nèi)壁的邊界層相互作用；于是一個二次形成的邊界層會沿著錐體周圍的區(qū)域被重新分布。其結(jié)果就是一個接近于管內(nèi)流速的安全混合，從而可以使流量計(jì)按預(yù)計(jì)的方式工作，正常發(fā)揮其性能。
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