62131

Zwężki pomiarowe - podstawy obliczeniowe i zastosowania praktyczne.

3 typy zwężek: zwężenie ścian bocznych i płaskie dno. podniesienie dna bez zwężenia ścian bocznych, zwężenie ścian bocznych i podniesienie dna. Przepływ przez zwężkę może być zatopiony lub niezatopiony. Przepływ zatopiony występuje, gdy warunki poniżej zwężki wpływają na parametry przepływu przed zwężką. Dzieje się to wtedy gdy głębokość lu za zwężką jest większa od głębokości normalnej w kanale przed zwężką h|. W praktyce wyznacza się współczynnik zatopienia o=lb/łn. Przepływ uważa się za zatopiony gdy o>0,7. Do obliczenia natężenia przepływu w kanale zwężkowym stosuje się równanie Bemoulhego. Przyjmując poziom porównawczy na dnie kanału oraz pomijając straty energii, dla odcinka między przekrojami I i II można zapisać

Człon można pominąć. Otrzymuje się wówczas: . Wzór na teoretyczne natężenie przepływu jest więc następujący:

Czyli że są potrzebne dwie głębokości zmierzone.

Przepływ niezatopiony. Zwierciadło wody przed zwężeniem układa się powyżej linii głębokości normalnych, w zwężeniu następuje stopniowe obniżanie zwierciadła, w zwężeniu głębokość jest równa głębokości krytycznej i następuje dalsze jej zmniejszanie (następuje tu zmiana ruchu ze spokojnego w rwący). Za zwężeniem następuje wzrost głębokości aż do głębokości normalnej w kanale poniżej zwężki (towarzyszy temu odskok Bidone'a). Można zapisać równanie Bemoulhego: przy czym człon można ponownie zaniedbać. W przypadku przepływu niezatopionego w zwężeniu zakłada się przepływ krytyczny czyli że łi2=h_kr i v₂=v_kr. Ze względu na to, że:, otrzymuje się:

Zgodnie z równaniem Bemoulhego: E|=E2=hi, czyli hi=3/2*h2 lub łi2=2/3*h|. Ostatecznie więc wydatek teoretyczny przy niezatopionym przepływie określany jest formulą:.

A więc do wyznaczenia wydatku potrzeba tylko jednej zmierzonej głębokości hi przed zwężeniem. Z praktycznego punktu widzenia przelew niezatopiony ma korzystniejszą charakterystykę niż zatopiony.

Szczególne zastosowanie mają w kanał ach otwartych do mierzenia natężenia przepływu, w oczyszcza liliach ścieków, kanałach melioracyjnych itp. Do wód zawierających różnego rodzaju zawiesiny (np ścieki). Najczęściej stosuje się kanał Venturiego i Parshalla (do kanałów prostokątnych) oraz Palmera Bowlusa (do kanałów kołowych).