[發(fā)明專利]一種不規(guī)則斷面的自發(fā)電測流系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111060172A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許顏賀;呂聰;伍心;周建中;劉頡
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F1/58;G01F15/00;H02J7/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開了一種不規(guī)則斷面的自發(fā)電測流系統(tǒng)及方法，方法采用時差法多聲路超聲測流計，利用多聲路過軸線的交叉布置方式使每個聲路均通過流道軸線上的一點，對簡化后的流道進行數(shù)值模擬得到流道內(nèi)的流速分布，根據(jù)所述流速分布確定超聲波測流計的位置；在流道的第一斷面和第二斷面布置超聲測流計，在待測流量下采用時差法進行測量；待超聲波測流計的數(shù)值穩(wěn)定后，記錄各聲路的流速，計算流斷面的大小。本發(fā)明主要應(yīng)用在軸貫流式水泵流量測量中，旨在解決現(xiàn)今測流裝置對于流道直徑大、管道長度短、流態(tài)復(fù)雜而不能得到準確測得流道流量的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水力機械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種不規(guī)則的自發(fā)電測流系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

平原地區(qū)調(diào)水排灌機組在大范圍的農(nóng)田和區(qū)域抗旱、排澇、城鎮(zhèn)供水、污水排放、遠距離供水等方面起著關(guān)鍵的作用，為保障人民生命財產(chǎn)安全、國民經(jīng)濟社會建設(shè)順利進行和生態(tài)良性發(fā)展做出了重大貢獻。平原地區(qū)調(diào)水排灌機組普遍泵站流量大，單機設(shè)計流量25m3/s以上，揚程比較低，設(shè)計揚程在1.0～10.0m左右。因此，平原地區(qū)調(diào)水排灌機組主要采用軸流式和貫流式水泵機組，而貫流式水泵機組成為比較好的選擇，在平原地區(qū)調(diào)水排灌中發(fā)揮著重要的作用。

水泵機組在穩(wěn)態(tài)運行時，軸流式機組在設(shè)計工況運行比較穩(wěn)定，但在小流量工況運行時容易進入水力不穩(wěn)定工況。國內(nèi)的測流方法有流速儀法、五孔探針法、食鹽濃度法和壓差法等。流速儀測量泵站明渠或進水流道進口流量，工作量大，對于測流斷面要求苛刻，流速儀鋼架面積大，對流場干擾明顯，增加流道阻力，影響水泵裝置性能，流速儀機械部件多，可靠性較低，測量精度低；差壓法測流量對于低揚程大流量泵站，難以找到一個合適的率定位置進行測流，測量誤差大；食鹽濃度法對于流道條件沒有要求，但是測量精度較低；五孔探針法是利用探針針孔壓差與測點流速之間的關(guān)系確定被測點流速，這種方法測流時間較長，每更換一個測點都有一個穩(wěn)定的時間，而且耗費大量的人力和物力，另外，當機組運行偏離較優(yōu)工況時，測量的誤差較大。上述方法測量誤差約為±3％～±4％，而且重復(fù)性差。美國ADS子公司Accusonic產(chǎn)品，被稱為“世界時差法超聲測流計超聲波測流計的領(lǐng)導(dǎo)者”，但對于復(fù)雜不規(guī)則斷面，該產(chǎn)品不能解決通道數(shù)、積分常數(shù)等問題，因此不能解決低揚程泵站復(fù)雜不規(guī)則斷面測流問題。

超聲測流計超聲波測流計

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于一種不規(guī)則的自發(fā)電測流系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)今測流裝置對于流道直徑大、管道長度短、流態(tài)復(fù)雜而不能得到準確測得流道流量的問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一方面，提供了一種不規(guī)則斷面的自發(fā)電測流系統(tǒng)，包括電磁流量計、閥門、循環(huán)供水泵、循環(huán)管道、第一穩(wěn)流槽、壓力箱、流道、第二穩(wěn)流槽、尾水箱以及超聲波測流計，閥門、循環(huán)供水泵、循環(huán)管道依次設(shè)置在電磁流量計一側(cè)，所述循環(huán)供水泵為自發(fā)電測流系統(tǒng)提供水流循環(huán)動力；第一穩(wěn)流槽、壓力箱、流道、第二穩(wěn)流槽、尾水箱依次設(shè)置在電磁流量計的另一側(cè)，并與循環(huán)管道連接，第一穩(wěn)流槽和第二穩(wěn)流槽使水流在壓力箱與尾水箱之間的水流流動趨于穩(wěn)定，作為測量段；

超聲波測流計通過多聲路過軸線的交叉布置方式使每個聲路均通過流道軸線上的一點，采用時差法進行測量。

優(yōu)選地，流道為圓臺流道。

優(yōu)選地，超聲波測流計共有16個1A～8A、1B～8B，均勻分布在流道的第一斷面和第二斷面，形成四對聲路1A1B-8A8B、2A2B-7A7B、3A3B-6A6B、4A4B-5A5B。

優(yōu)選地，每個聲路通過流道軸線的同一點，各個軸截面都是全等的梯形，每個聲路與軸線間的夾角為49°，各個軸截面與豎直方向分別成36°和72°。

優(yōu)選地，超聲波測流計1A～4A、5A～8A沿豎直方向?qū)ΨQ分布在第一斷面，分別間隔36°，超聲波測流計1B～4B、5B～8B沿豎直方向?qū)ΨQ分布在第二斷面，分別間隔36°，每個聲路的兩個超聲波測流計處在同一直線上。