B. CÁC LOẠI DỤNG CỤ ĐO LƯU LƯỢNG TỰ TẠO LOẠI ĐẬP CHẮN

Loại dụng cụ đo dạng đập chắn có khe hình chữ V này rất phù hợp trong trường hợp lưu lượng dòng thải thấp, đặc biệt là trong những trường hợp yêu cầu kết quả đo có độ chính xác cao. Đặc điểm chính của dụng cụ này là vách ngăn được cắt một góc hình chữ V ở giữa. Hai cánh của khe chữ V được đặt ngang nhau và chỏm chữ V phải đặt trên đường trục của đập. Các góc chữ V thường được sử dụng là 22,5^o, 30^o, 45^o, 60^o, 90^o và 120^o. Góc chữ V hay được sử dụng nhất là góc 90^o. Trong trường hợp lưu lượng nhỏ thì góc chữ V càng nhỏ sẽ cho kết quả có độ chính xác càng cao.

Chiều cao mực nước đo được sẽ nằm trong khoảng 0,06m (H_min) đến 0,60m (H_max) để đảm bảo độ chính xác của dụng cụ đo. Khoảng cách giữa các cạnh bên của đập chắn và bờ kênh hình chữ nhật phải không nhỏ hơn 2H_max dự tính. Yêu cầu về khoảng cách từ chỏm chữ V đến đáy của kênh dẫn cũng phải không nhỏ hơn 2H_max. Các chi tiết kỹ thuật liên quan đến kích thước được tóm tắt trong hình 2.1 và bảng 2.3.



Hình 2.1. Thiết bị đo lưu lượng dạng đập chắn có khe hình chữ V

Chú ý:

1. Mép phía trên của đập chắn phải mỏng hoặc là vát nhọn tạo thành góc 45^o trước dòng chảy.

3. Chiều cao của thiết bị phải lớn hơn 2H_max

4. Các điều kiện dòng chảy tự do hoặc tới hạn được đảm bảo bởi độ thoáng phía dưới dòng chảy tràn qua đập chắn

Công thức tính lưu lượng dòng chảy không áp của đập chắn có khe chữ V :

Trong đó: Q = Lưu lượng

K = hằng số, phụ thuộc vào góc chữ V và hệ đơn vị đo

H = Chiều cao mực nước trên đập chắn tại vị trí phía đầu dòng một khoảng tối thiểu bằng từ 3 đến 4 lần H_max

Loại đập này thích hợp cho việc đo lưu lượng trên các kênh hở hình chữ nhật có lưu lượng dao động trong khoảng lớn, được khuyến nghị sử dụng đối với các quá trình sản xuất thải ra nhiều nước và dòng thải thường ở mức cao nhất (dòng đầy tràn) trong cống thải.

Hình 2.2. minh họa mặt cắt dọc của dòng chảy tràn qua đập đo. Đỉnh của đập là mép hoặc bề mặt mà nước chảy tràn qua đó. Thông thường thì mép trên của đập chắn mỏng hoặc là vát về phía trước của dòng chảy để nước không tiếp xúc với thành phía sau của đập chắn. Mực nước phía trên đỉnh tại điểm đo chiều cao mực nước hiển thị các chỉ số của dòng thải. Để tính toán lưu lượng được chính xác phải đo mực nước H tại vị trí cách đập tối thiểu là từ 3 đến 4 lần H_max để tránh các ảnh hưởng của dòng chảy dốc. Chiều cao của đập chắn phải lớn hơn 2H_max. Phải có một độ thoáng phía dưới dòng chảy tràn qua đập để đảm bảo dòng chảy ở trạng thái tự do hay dòng chảy tới hạn. H_MAX phải không lớn hơn 1/2 chiều dài của đỉnh và H_min phải không nhỏ hơn 0,06 m để ngăn chặn không cho lớp nước tràn qua đập bị giữ lại ở đỉnh. Để có thể áp dụng đúng các công thức toán học tính lưu lượng thì đỉnh đập chắn và kích thước các chiều cao phải tuân theo quy chuẩn. Yêu cầu cuối cùng là chiều sâu của kênh thoát nước phải lớn hơn 3H_max để thích ứng với chiều cao tối đa của mực nước và chiều cao của đập chắn. Trong hầu hết các trường hợp, các dụng cụ đo dạng đập chắn phải có kích thước và phải được lắp đặt đúng kỹ thuật để đạt được độ thoáng bên dưới của dòng chảy tràn và các điều kiện dòng chảy không áp (tới hạn).

Lưu lượng dòng chảy không áp của đập chắn cửa chữ nhật không thu dòng được tính theo công thức:

Trong đó: Q = Lưu lượng

K = Hằng số phụ thuộc vào hệ đơn vị đo

L = Chiều dài của đập chắn

H = Chiều cao mực nước phía trên đập chắn

Công thức tính theo hệ đơn vị đo SI:

Q = 1 838 . L . H ^1,5, lít/giây (l/s)

Q = 110 280 . L . H ^1,5, lít/phút (l/min)

Trong đó: L : Chiều dài gờ chắn (m).

1. Mép phía trên của đập chắn phải mỏng hoặc là vát nhọn tạo thành góc trước dòng chảy (Hình 4.2.).

2. Đo chiều cao mực nước H tại vị trí phía đầu dòng cách một khoảng tối thiểu bằng từ 3 đến 4 lần H_max.

3. Chiều cao của đập chắn phải lớn hơn 2H_max.

4. Các điều kiện dòng chảy tự do hoặc tới hạn được đảm bảo bởi độ thoáng phía dưới dòng chảy tràn qua đập chắn.

5. H_max nhỏ hơn một nửa chiều dài của gờ đập chắn

6. H_min tối thiểu là 0,06 m

7. Độ sâu tổng cộng của kênh dẫn nước thải phải lớn hơn 3 H_max

Khi yêu cầu của việc đo lưu lượng đòi hỏi chính xác hơn, thì sử dụng dụng cụ đo dạng đập chắn cửa chữ nhật có thu dòng là thích hợp. Thu về phía cuối dòng là thu hẹp chiều rộng dòng chảy và tăng tốc độ dòng chảy khi nước chảy tràn qua đập chắn và tạo ra độ thoáng cần thiết dưới dòng chảy tràn. Việc thu hẹp dòng làm cho mực nước chảy qua gờ chắn cao hơn nên giá trị đo được chính xác hơn.

Khoảng cách trước dòng để đo chiều cao mực nước và các giới thiệu khác liên quan đến các chế độ chảy không áp cũng tương tự như trường hợp của đập chắn cửa chữ nhật không thu dòng.

Công thức tính lưu lượng dòng thải không áp của đập chắn cửa chữ nhật có thu dòng:

Trong đó : Q = Lưu lượng

K = Hằng số phụ thuộc vào đơn vị

L = Chiều dài gờ của đập chắn

H = Chiều cao mực nước trên gờ

Công thức tính dòng thải theo hệ đơn vị đo SI như sau: