Cảm biến đo lường
Đo lưu lượng nước thải bằng kênh hở
Để xác định lưu lượng của một chất lỏng, cách đơn giản là ta phải tính được vận tốc của dòng chảy.
Chúng ta có Q = A × V, chúng ta có thể ước tính được Q. Vận tốc trung bình của dòng chảy khi đang chảy gần bằng thời gian qua của các đối tượng nổi dọc theo chiều dài đo được của dòng chảy.
Đây là một cách hữu ích để ước tính gần đúng cho lưu lượng dòng chảy trong nghiên cứu sơ bộ, tuy nhiên kỹ thuật này không thích hợp cho các phép đo định kỳ cần thiết trong hoạt động nhà máy xử lý nước thải.
PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI
Đo lưu lượng dạng kênh hở ( Flow open channel) là máng thủy lực (flume). Hình 6.3 cho thấy một thiết bị đo máng thủy lực thông dụng nhất là Parshall. Trong phép đo lưu lượng, đo cột nước tĩnh tại khoảng cách đã được xác định phía sau điểm hẹp (phần cổ của máng), sau đó sử dụng các phép đo để tính toán dòng chảy, xác định lưu lượng bằng cách sử dụng một bảng hoặc đồ thị. Lợi thế của việc sử dụng máng Parshall là thiết kế và cấu trúc trơn mịn của nó thì chất rắn của nước thải không thể tập trung sau thiết bị.
Lưu lượng kế venturi (một thiết bị trong đó dòng chảy phải đi qua một ống có đường kính nhỏ hơn) là một thiết bị tìm thấy trong các hệ thống đường ống, trong các hệ thống thu gom nước thải và nhà máy xử lý. Sự thay đổi áp suất xảy ra khi nước đi qua phần ống có đường kính nhỏ hơn là liên quan đến tốc độ dòng chảy qua các ống.
Đo lưu lượng dạng điện từ (Magnetic meter) là một thiết bị thường được sử dụng để đo lưu lượng nước thải qua đường ống. Trong hoạt động, nước thải đi qua giữa các cực của một nam châm. Các dòng chảy tạo ra một dòng điện, đó là một phương pháp để đo. Số lượng dòng điện sinh ra là có liên quan đến số lượng dòng chảy.
Trong đó đo lưu lượng dạng kênh hở là phổ biến nhất, chúng tôi giới thiệu các loại máng đó lưu lượng lượng dạng kênh hở
a) Đập hình chữ nhật
b) Đập hình tam giác
c/ Quan sát mặt cắt của máng thủy lực Parshall
CÔNG THỨC TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG KÊNH HỞ
Các phương pháp toán học để xác định lưu lượng gallons / phút là
PHƯƠNG PHÁP TÍNH DÙNG CHO VẬN TỐC/BIỂU ĐỒ KỸ THUẬT
Để xác định dòng chảy trong cfs hoặc gpm sử dụng vận tốc/biểu đồ kỹ thuật, các phương trình sau đây có thể được sử dụng:
PHƯƠNG PHÁP TÍNH DÙNG CHO ĐẬP TAM GIÁC
Sử dụng biểu đồ/đồ thị và thực hiện chuyển đổi thích hợp, sau đó sử dụng các phương trình sau đây:
Lưu lượng (Q), cfs = K X H2.5
H = Cột nước tĩnh (feet)
K= Hằng số liên quan đến các góc đập
Đổi 22.50 đập tràn K = 0.497
Đổi 300 K = 0.676
Đổi 450 K = 1.035
Đổi 600 K= 1.443
Đổi 900 K = 2.500
Đổi 1200 K = 4.330
6.3.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHO MÁNG PARSHALL
Như với các đập tràn v-notch, tính toán dòng chảy qua máng thủy lực Parshall đòi hỏi việc sử dụng các biểu đồ / đồ thị và chuyển đổi thích hợp. Sau đó, các phương trình sau đây có thể được sử dụng.
(1) Đối với chều rộng cổ máng <12 “
Lưu lượng (Q), cfs= K X Hn
K = Hằng số liên quan đến chiều rộng cổ máng
3″ 0.9920
6″ 2.060
9″ 3.070
n= hằng số mũ liên quan đến chiều rộng cổ máng
3″ 1. 547
6″ 1. 580
9″ 1. 530
(2) Đối với chiều rộng cổ máng 1-8 ft
Lưu lượng (Q), cfs= 4 x W x H1,522L
W = chiều rộng cổ
L=W0.026
THỰC HÀNH TÍNH TOÁN ĐO LƯU LƯỢNG
Các câu trả lời cho các ví dụ được cung cấp trong phần này được suy ra bằng cách sử dụng phương trình tiêu chuẩn Q = A x V, bao gồm cả những chuyển đổi thích hợp.
Ví dụ 6.1
Vấn đề:
Một mương cát rộng 3 ft, độ sâu dòng nước 16 inches. Nếu vận tốc qua mương là 0,8 fps, lưu lượng dòng chảy cfs qua mương là gì?
Giải pháp:
(3 ft) (1.3 ft) (0.8 fps) = 3.2 cfs
Ví dụ 6.2
Vấn đề:
Một mương cát rộng 3 ft, nước chảy với tốc độ 1,3 fps. Nếu độ sâu của nước là 15 inches, tốc độ dòng chảy gpd qua mương là gì?
Giải pháp:
(3ft) (1.25ft) (1.3fps) (7.48 gal/cu.ft) (60 sec/min) (1,440 min/day) = 3,150,576 gpd
Ví dụ 6.3
Vấn đề:
Một mương cát rộng 35 inch có nước chảy đến có độ sâu 9 inches. Nếu vận tốc của nước là 0,80 fps, dòng cfs trong mương là gì?
Giải pháp:
(2.9 ft) (0.75 ft) (0.80 fps) = 1.74 cfs
NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG PHƯƠNG PHÁP ĐO DÒNG CHẢY
Các nhà vận hành thường chịu trách nhiệm cho các vấn đề xử lý sự cố đo lưu lượng. Kinh nghiệm của chúng tôi thì cho rằng các vấn đề đo lưu lượng (các vấn đề với các phương pháp đo lưu lượng hoặc thiết bị được sử dụng) thường rơi vào hai loại: (1) giảm đột ngột hoặc tăng dòng chảy hay (2) Đo lưu lượng sai hoặc không chính xác sử dụng một đập tràn.
Một số nguyên nhân có gây nên sự giảm đột ngột hoặc tăng dòng chảy. Ví dụ, vấn đề có thể được gây ra bởi sự tắc nghẽn do phao đo (nếu sử dụng). Vấn đề này được khắc phục bằng cách loại bỏ tắc nghẽn và/hoặc giữ phao luôn sạch không dầu mỡ. Thiết bị đo lưu lượng có thể trục trặc vì dòng không khí không đúng hoặc vì các thiết bị bị hư hỏng. Để điều chỉnh vấn đề này, các thiết bị nên được làm sạch, điều chỉnh dòng không khí, loại bỏ mỡ từ hệ thống. Trong thiết bị đo, các vấn đề có thể do sự tích tụ mỡ trên cuộn dây đo từ tính. Giải quyết vấn đề này thì đơn giản là loại bỏ sự tích tụ mỡ. Đập tràn bị tắc bởi các mảnh vỡ cũng có thể gây ra sự sụt giảm đột ngột dòng chảy. Để khắc phục vấn đề này, loại bỏ các mảnh vụn, và tăng tần số làm sạch đập. Đo lưu lượng không chính xác thì thường xuyên xảy ra trong sử dụng đập và cần phải được điều chỉnh.
Bạn cho tôi hỏi việc tính toán dòng chảy của nước qua khe:
1. Chiều dài đo: 9m – thời gian thả phao: 7.74s => V = 9/7.74 = 1.163 m/s
2. Chiều rộng con suối: 4.2m – chiều sâu mặt nước: 0.53m => S= 4.2 x 0.53 x 1/2 = 1.11 ( Tôi đang tính diện tích tam giác = cạnh x cao x 1/2 => vậy cho tôi hỏi tôi tính theo tam giác hay hình chữ nhật ạ vì đây là con suối )
Q = 1.163 x 1.11 = 1.29 m3/s