Experimental Study of the Effects of Submerged Dikes on the Energy and Momentum Coefficients in Compound Channel

This paper aims to understand the flow structure around submerged dike in the main channel and flood plain of a compound cross section. The study undertaken to develop this understanding was carried out in a laboratory flume using a submerged vane installed at a 90 degree angle to the bank. In order to study the flow structures, the flow velocity was measured using a three-dimensional Acoustic Doppler Velocity meter (micro-ADV) with data collection rate of 50 Hz. These flow velocity measurements were taken at 500 points on a regular grid. As the tests were undertaken with turbulent flow, these conditions were subcritical. Furthermore, all the tests were undertaken using a fixed bed. The results obtained showed that the momentum transfer and the kinetic energy reduced in two directions. Also the energy and momentum coefficients decreased significantly with the installation of the submerged vane inside the main channel. Finally, streamlines were found to deviate from the side walls of channel into the main channel.

基于动网格6DOF模型的框架式流速仪水力特性数值模拟与明渠测流速率常数预测

为分析明渠内框架式流速仪流场特性与运动姿态,同时对流速仪倍常数K和摩阻系数C进行率定,根据不可压缩流体流动的Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,结合VOF多相流模型,建立动态网格下的6自由度(6DOF)刚体动力学耦合数值仿真模型,对水冲击流速仪旋桨使之被动旋转过程进行了仿真,分析了流速仪在不同位置对流速仪倍常数K和摩阻系数C的影响规律。结果表明:采用动网格6DOF模型可以较好地模拟框架式流速仪在明渠的流动状态,仿真结果可靠性较高;通过对不同时刻转速与流速拟合曲线分析可知,流速仪位置不同会影响流速仪摩阻系数C,对流速仪倍常数K影响不大。研究结果可为进一步研究框架式流速仪优化和不同含沙水流条件下对流速仪的磨损提供参考。

气体超声流量测量中的补偿算法及实现

多声道超声流量计相比单声道超声流量计有更好的流场适应性、更高的测量精度和更优的测量可靠性。单声道气体超声流量计出现故障时,流量计不能正常工作,计量功能失效;而多声道超声流量计有冗余性,当其中1个声道失效时仍能保持较高的计量精度,为维修人员争取一定的抢修时间。目前国内很多流量计产品在某些声道损坏的情况下并不能保证计量准确性。该文针对出现故障声道设计了1种基于正常声道数据和各声道独立校表的补偿算法,保证多声道气体超声流量计出现1路故障声道时仍能准确计量。对比测试了不同型号4声道气体超声流量计无故障声道、出现1路故障声道时带补偿算法和不带补偿算法时的示值误差和重复性,以验证补偿算法的有效性。该研究对于设计多声道气体超声流量计的工程人员有一定的指导意义。

基于横断面垂线平均流速分布的流量计算模型研究与应用

深入分析横断面流速分布特性,提出横断面垂线平均流速分布模型及计算公式。该模型利用大断面、河道水位及断面上一条垂线的平均流速,即可较准确地计算出断面上任意一条垂线的平均流速,从而计算出断面流量。这种方法缩短了测流历时,在保证测流精度的同时,为防汛调度决策延长了预见期。讨论了该方法的应用条件、误差来源和误差控制方法。为明渠实时在线监测提供了一种新的方法,为明渠流量计研发奠定了理论基础。

数字式明渠污水流量计数据采集处理系统研究

针对国家污水流量计量技术发展不完善的现状,开发了一套依据检索式数字水位传感器的数字采样原理,采用低功耗智能芯片控制的新型数字式明渠污水流量计的数据采集处理系统。系统依据巴歇尔槽流量计量原理,与巴歇尔槽结合使用,解决了模拟式明渠污水流量计数据采集系统中存在的信号采集易受水质及水中泡沫影响、抗干扰性能差、准确度低、系统功耗大等问题。

基于可变阈值和过零检测的四声道气体超声波流量变送器

针对四声道气体超声波流量计,提出基于可变阈值和过零检测的数字信号处理方法,快速、准确定位回波信号,提高系统抗干扰能力。设计了集中采集-集中处理数据的工作模式和双发双收的收发方式,采用FPGA和DSP双核架构,研制了四声道气体超声波流量变送器。利用FPGA擅长并行处理和复杂逻辑控制的优势,实现换能器双发双收、高速DAC和ADC的驱动控制以及数据存储,完成信号的集中采集;利用DSP擅长数字信号处理的优势,实时实现数字信号处理方法,完成信号的集中处理。气体流量标定实验结果表明:研制的四声道气体超声波流量计满足0. 5级精度相关技术指标的要求。

一种新型明渠流量计设计

作为环境保护的一个重要方面,排放污水的准确计量一直存在着成本高、精度低的问题。自主研发、改进了一种板式流量智能传感器,介绍了其系统的原理,硬件设计及软件结构。通过实验室巴歇尔槽的流量检测实验测得的数据进行比较,得到改进的板式流量计的平均误差为1.76%,大大减小了改进前的误差,实现了高精度、低成本的要求,具有广阔的市场应用前景。

用于挡水闸门的智能型明渠流量计的研制

明渠流量测量是灌溉用水管理的基本条件 ,传统的测流方法尽管很多 ,但绝大多数需要人工参与判别水流流态以选取流量公式及其它相关参数或采用成本较高的特制测流装置 ,费时费力不经济。这里利用微处理器技术和人工智能技术 ,设计出用于挡水闸门的智能型明渠流量计 ,可以自动完成流态判别、流量公式和流量参数选择 ,实时获得明渠流量。它是一种成本低 ,精度高 ,安装使用简便 。

水流流量计的设计与开发

采用水压传感器、流速传感器、STC89C58RD^+ MCU等器件的明渠流量测量仪表能自动完成流态判别、流量公式和流量参数选择,实时获得明渠流量。具有成本低、精度高、安装使用简便、可广泛应用等优点。

面向灌区调水工程的远程自动计量闸门研究

设计了一种基于远程无线通信技术的灌区动态调水系统,由安装于各级渠道上的自动计量闸门集群和运行于调度中心的远程调水控制系统组成。利用明渠测流理论和传感测量技术,实现了闸门的计量功能;对称双轮双向卷拉驱动机构和中空蜂窝闸板结构设计,提高了闸门启闭运动的可靠性和闸门运行能效;开发了基于ARM的闸门终端控制器,实现了闸门终端的智能控制和无线远程通讯,多种闸门工作模式可满足不同的应用需求;设计了太阳能供电与电源管理系统,解决了闸门野外工作的供电问题;开发了远程动态调水控制的应用软件包,实现了对闸门的远程监控与联动调水。实验表明,闸门终端环境适应性强,性能稳定,动态水位误差小于5 mm,闸门定位误差小于1 mm,自由流的测流误差小于4.6%,淹没流测流误差小于8.3%,可满足各类自动调水工程应用。

面积流速仪在明渠流量监测中的应用

结合前人对矩形断面明渠流速分布的理论分析与试验研究,应用大量的试验数据,建立明渠流量测定的代表断面、代表垂线和代表水深,可以提高实际明渠流量测定精度,简化明渠流量测定工作量.结果表明：实际流量监测中,量断面最好选择在渠宽4倍的距离以上,如果不满足条件,渠越宽,需要的相对流程越短;越窄,相对流程越长.监测水深时,在y=0.4h处作为监测点,在水流波动较大的水中,也可以选择应用0.2h、0.6h和0.8h三点法,但不建议选择0.2h和0.8h的两点法.监测垂线的选择为：在≤3.0m的明渠上,一般取3条垂线就可以代表平均值,第1条垂线选择应距离渠壁大于10 cm,在0.1＋（0.5 b-0.1m）/2～0.5 b范围内平均设置另外两条垂线.

多参数吸水剖面组合测井方法研究

油田开发进入中后期,准确掌握注水井各小层的吸水状况能够为油藏综合调整,挖替增效提供可靠的依据。同位素吸水剖面测井已愈来愈不满足实际生产的需求,采用电磁流量计与同位素示踪吸水剖面组合测井能很好地解决诸如地层大孔道以及注聚合物等注入剖面测井难题。在分析测井过程的基础上,提出了多参数组合吸水剖面测井资料解释方法。实例应用表明,多参数组合吸水剖面测井较传统的同位素吸水剖面测井能有效地解决放射性沾污、大孔道等难题,具有良好的应用前景。

CH375在明渠水流流量计中的应用

传统的水流流量计多数采用RS232接口设备作为数据转存的方式,设备体积较大,携带不便,且存储空间有限,防震性能不好。为此,介绍一种利用CH375实现明渠流量计海量数据存储系统的方法,该方法运用USB移动存储设备,实现明渠流量计系统的数据存储,以此实现与微机管理系统的数据交换。

双路低功耗超声明渠流量计的研制

针对超声波明渠流量测量中液位面波动对测量精度的影响,以及电池供电的问题,提出了一种双路低功耗超声明渠流量计的设计方法。采用2个超声波传感器,设计了基于MSP430单片机为核心的低功耗超声明渠流量计,实验表明该流量计测量精度高,功耗低。

宽浅式梯形渠道流速分布规律及流量计算方法研究

为研究宽浅式梯形明渠流速分布规律,简化渠道流量测量过程、提高测流精度、促进灌区工作效率提升,利用声学多普勒剖面流速仪进行流速、流量、断面面积的测定;通过正交距离回归算法对相对流速和相对水深与二次抛物线函数拟合,得到垂向流速分布规律,根据横向流速分布规律结合测量数据,利用线性拟合分析得到横向流速分布影响系数,最终通过待定系数法得到断面平均流速与中垂线表面流速的系数值。结果表明:测点实际流速与平均流速之比作为相对流速,拟合得到的宽浅式梯形渠道断面流速分布规律R2均在0.937以上,拥有较好的相关性;宽浅式梯形渠道测线平均流速横向流速分布符合乘幂函数分布形式,并对横向流速流速分布公式进行流速验证,在横向相对位置0.2<(B-2 d)/B<1区间内误差均小于5%;推导出了宽浅式梯形渠道中垂线表面流速与断面平均流速关系,对AB两地宽浅式梯形渠道干渠进行断面流量验证,实测流量与计算流量的误差小于5%,符合量水规范的要求,可实际用于灌区量水。

无线多路远程污水流量监测系统

介绍一种新型的污水流量远程监测系统。它不仅可以对污水流量监测系统操作,同时还能对监测点的其它一些设备进行监测。系统主要由分布于企业污水排放现场的数据采集终端和监控中心的远程监控计算机PC所组成,两部分之间利用中继式无线射频传输技术RF通讯联系。

大口径多声道超声流量计的干校验法检定

通过理论分析和大量的实验研究，为多声道超声流量计干校验法提供了依据。

基于毫米级数字水位计的明渠测流系统的研究

根据明渠均匀流理论,通过检测明渠渠道的过水深度可以实现对明渠渠道水位和流量的智能化监测,基于此设计了毫米级数字水位传感器,每2mm放一个触点,利用水的导电性,若触点接触到水,连接该触点的检测电路导通,水位信号由MSP430F19单片机进行处理并通过RS232总线上传给上位机进行控制。由单片机和上位机进行水位和流量的处理,数据分别在信号采集和监控处由LCD和上位机显示,实现水位流量监测的智能化。

基于稀释法的矩形明渠自动测流研究

为了探索基于稀释法的自动测流装置在矩形明渠中的测流精度及影响因素,利用YD-1H型盐度计测量示踪剂溶液投入前后矩形明渠水流的盐度变化,可得到各个时段水流的盐度值。基于稀释法的自动测流装置结合了YD-1H型盐度计与物联网云平台,自动测量水流盐度,从而得出流量QC-1V/∫T-0(C-2-C-0)d t。通过观察电磁流量计的流量以及对实验测流数据的分析,结果发现,基于稀释法的自动测流装置得到的流量与矩形明渠中实际流量平均相对误差在4以内,符合明渠测流装置测量精度的要求,进一步证明了基于稀释法的自动测流装置的可行性,具有一定的推广应用价值。

室内小流域模型人工降雨沟道流速自动量测

沟道流速是研究小流域土壤侵蚀机理与水土流失规律的重要水动力学参数之一。在室内小流域模型人工降雨土壤侵蚀过程模拟试验中,采用黄河水利科学研究院研发的MVC3000SAC-GE12型流速仪和示踪粒子自动量测沟道流速,并对数据进行处理分析,结果表明:流速仪自动量测的沟道流速平均相对误差仅为5.73%,说明在小流域模型人工降雨模拟试验中沟道流速自动量测是可行的。