TCVN10720:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10720:2015 (ISO 9826:1992) về Đo dòng chất lỏng trong kênh hở - Máng Parshall và Saniiri TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10720:2015 ISO 9826:1992 ĐO DÒNG CHẤT LỎNG TRONG KÊNH HỞ - MÁNG PARSHALL VÀ SANIIRI Measurement of liquid flow in open channels - Parshall and SANIIRI flumes Lời nói dầu TCVN 10720:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 9826:1992; TCVN 10720:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. ĐO DÒNG CH Ấ T LỎNG TR O NG KÊNH HỞ - MÁNG PARSHALL VÀ SANIIRI Measurement of liquid flow in open channels - Parshall and SANIIRI flumes 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này qui định các phương pháp đo lưu lượng ch ấ t lỏng trong các k ê nh h ở (đặc biệt là trong các kênh tưới) bằng cách sử dụng máng Parshall và SANIIRI với điều kiện d òng thay đổi chậm hoặc ổn đ ịnh. Các máng này được thiết kế để có thể hoạt động trong điều kiện chảy tự do và tràn. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các t à i liệu viện dẫn ghi năm công bố th ì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phiên b ả n mới nh ấ t, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có) ISO 772:1988, Hydrometric determinations - Vocabulary and symbols (Đo đạc thủy văn - Từ vựng và kí hiệu). 3. Định nghĩa và kí hiệu Tiêu chu ẩ n này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong ISO 772 và các thuật ngữ định nghĩa sau. Máng Parshall (Parshal l flume) Máng đo có đầu vào hội tụ, đáy ngang, ph ầ n cổ ngắn có đáy dốc xuống với độ dốc 3:8 và đầu ra phân kỳ đáy chếch lên với độ dốc 1:6 3.2 . Máng SANIIRI (Saniiri f lume) Máng đo có đầu vào hội tụ, đáy ngang, độ dốc phía dòng ra và các thành vuông góc để kết nối máng với kênh phía dòng ra. 4. Lựa chọn kiểu máng 4.1. Việc lựa chọn sử dụng máng Parshall hay SANIIRI dựa trên một số hệ số như là phạm vi lưu lượng cần đo, cột áp, giới hạn modul và hệ số tràn lớn nhất, các đặc tính của kênh hoặc máng, tổn hao áp cho phép qua m á ng, khả năng nạo vét lòng kênh và cấp nước tại đó, độ chính xác cần thiết c ủ a phép đo, dòng chảy có bùn cát hay không, điều kiện vận hành cần phải sử dụng cả máng cố định lẫn máng di động và các xem xét v ề mặt k i nh tế. 4.2. Máng Parshall có tiết diện hình chữ nhật và phạm vi độ rộng của phần cổ thay đổi từ rất nhỏ (0,0254 m) đến lớn (15 m và lớn hơn). Máng Parshall cỡ trung bình có độ rộng của phần cổ nằm trong khoảng từ 0,15 m đến 2,5 m, chúng thích hợp và hay được sử dụng nhất để đo dòng chảy có lưu lượng n ằ m trong khoảng từ 0,0015 m 3 /s đến 4,0 m 3 /s; vì thế chúng được khuyến nghị trong tiêu chu ẩ n này là “ cấu trúc tiêu chuẩn”. Máng Parshall lớn có độ rộng c ủ a phần cổ nằm trong khoảng từ 3 m đến 15 m, thiết kế của nó thay đ ổ i tùy theo kích thước c ủ a máng, chúng phù hợp để đo d ò ng chảy có lưu lượng nằm trong khoảng 0,75 m 3 /s đến 93 m 3 /s. Một trong các tính năng vượt trội của máng Parshall là làm việc hiệu quả tại các hệ số tràn cao với tổn hao áp thấp, điều này khiến máng đặc biệt thích hợp đối với các phép đo dòng trong các kênh c ó độ dốc đáy nh ỏ . Tuy nhiên thiết kế phức tạp của máng (xem Hình 1) làm gi ả m bớt phần nào các ưu đi ể m mà nó mang lại. 4.3. Máng SANIIRI có tiết diện h ì nh chữ nhật, đáy ngang và tiết diện của đầu ra có độ rộng từ 0,3 m đ ế n 1,0 m. Máng thích hợp đối với phép đo dòng có lưu lượng nằm trong kho ả ng 0,03 m 3 /s đến 2 ,0 m 3 /s. Máng SANIIRI có thiết kế và cấu trúc đơn giản, ngoại trừ đầu phía dòng ra của đáy máng (xem Hình 3) được qui định phải có độ dốc nhỏ. 5. Lắp đặt 5.1. Lựa chọn hiện trường 5.1.1. Máng phải được đặt trong phần kênh thẳng để tránh làm tắc nghẽn cục bộ và lòng kênh bị nhấp nhô hoặc không bằng phẳng. 5.1.2. Thực hiện k hảo sát sơ bộ các đặc tính vật lí và th ủ y lực c ủ a hiện trường dự đ ị nh lắp đặt để kiểm tra xem nó có đáp ứng ( hoặc có thể xây dựng hoặc thay đổi cho phù hợp) với các yêu cầu cần thiết đối với phép đo lưu lượng bằng máng. Phải xem xét đặc biệt đối với các đặc tính sau trong việc lựa chọn hiện trường: a) sự thỏa mãn về chiều dài, tiết diện và độ dốc đáy k ê nh; b) phân bố vận tốc tại đoạn kênh phải đều; c) các đi ề u kiện phía dòng ra ( bao gồm các ảnh hư ở ng như thủy triều, các cấu trúc kiểm soát.v.v.); d) các điều kiện về nền: mức độ chống thấm, khả năng chịu tải đ ể xem xét có cần phải xử lý hay không; e) độ ổ n định c ủ a bờ hoặc mái kênh và cần thực hiện việc gia cố và/hoặc kè; f) cần có các bờ ngăn lũ, để hạn chế lưu lượng lớn nhất đ ế n kênh và đọng nước do việc lắp đặt máng gây ra; g) ảnh hư ở ng của gió lên dòng chảy trong máng, đặc biệt khi máng rộng và cột áp nhỏ và khi hướng gió th ổ i theo phương ngang so với hướng dòng chảy; h) sự phát triển của c ỏ dại; i) b ù n đất được cuốn theo dòng chảy. 5.1.3. Nếu hiện trường không có đ ủ các tính chất cần thiết đối với phép đo lưu lượng thích hợp th ì không được lựa chọn trừ khi các hoạt động khắc phục được thực hiện. 5.2. Điều kiện lắp đặt 5.2.1. Yêu cầu chung Việc lắp đặt hệ thống đo hoàn chỉnh gồm có kênh vào, máng và một kênh phía dòng ra. Tình trạng c ủ a mỗi thành phần này ảnh hư ở ng đến độ chính xác tổng thể c ủ a các phép đo. Ngoài ra, các đặc tính như vật liệu phủ bề mặt của máng, hình dạng mặt cắt ngang của kênh và độ nhẵn của kênh cũng phải được xem xét. 5.2.2. Kênh vào 5.2.2.1. Kênh vào phải đáp ứng được các yêu cầu sau: a) Phải thẳng, đồng đều và có độ dốc không đổi trên chiều dài bằng 5 đến 10 lần độ rộng c ủ a mặt nước ứng với lưu lượng lớn nhất. b) Độ dốc đáy phải đảm bảo sao cho dòng cận t ớ i hạn có số Froude ( Fr ) nhỏ hơn 0,5 (hoặc 0,7) khi đ ó : trong đ ó Q max là lưu lượng tối đa; A là diện tích mặt cắt ngang của kênh; h max là đ ộ sâu nước cao nhất. 5.2.2.2. Các điều kiện dòng và tính đối xứng của sự phân bổ vận tốc trong kênh vào phải được kiểm tra bằng việc kiểm tra và đo đạc sử dụng các đồng hồ đo dòng, phao, thanh đo vận tốc hoặc chất nhuộm. CHÚ THÍCH 1: Việc đánh giá hoàn chỉnh sự phân bố vận t ố c được thực hiện bằng một đồng h ồ đo d òng. 5.2.3. Cấu trúc máng 5.2.3.1. Máng phải bền vững, không thấm nước và có khả năng chịu được các điều kiện dòng lũ mà không b ị phá hủy bởi sự xói mòn từ bên cạnh sườn hoặc từ phía dòng ra. Trục của máng ph ả i cùng hướng với chiều dòng chảy trong kênh phía dòng vào, và hình dạng của máng phải thỏa mãn các kích thước tương ứng nêu trong Điều 8 hoặc Điều 9. 5.2.3.2. Các bề mặt c ủ a máng, đặc biệt là lối vào và phần cổ phải nhẵn. Máng có th ể được xây dựng bằng bê tông với bề mặt được ph ủ xi măng hoặc có th ể trát bằng vật liệu chống ăn mòn. Đối với các máng được đặt tại phòng th í nghiệm, lớp mặt phải tương đương với tấm kim loại được cán mỏng hoặc ván, phủ cát và gỗ xẻ được sơn phủ. Lớp phủ bề mặt là phần đặc biệt quan trọng trong phần trụ của phần cổ nhưng các yêu cầu có thể được nới lỏng ở ngoài khoảng cách dọc theo biên dạng 0,5 h max phía dòng vào và dòng ra c ủ a phần cổ. 5.2.3.3. Để làm giảm thiểu độ không đảm bảo đo c ủ a phép đo lưu lượng, máng ph ả i thỏa mãn các sai lệch dưới đây: a) trên chiều rộng đáy b của phần cổ: 0,2 % của b với sai lệch lớn nhất tuyệt đối 0,01 m; b) tr ên các độ lệch điểm từ một mặt ph ẳ ng trong phần cổ: 0,1 % l ; c) trên chiều rộng giữa các bề mặt thẳng đứng trong phần cổ: 0,2 % chiều rộng với sai lệch lớn nhất 0,01 m; d) trên các đường dốc dọc và ngang trung b ì nh c ủ a phần cổ: 0,1 %; e) tr ê n đường dốc của các bề mặt nghiêng trong phần cổ: 0,1 %; f) trên chiều d à i c ủ a c ổ : 1 % l ; g) trên các độ lệch điểm từ mặt phẳng trong phần chuyển tiếp đầu vào tới cổ: 0,1 % l ; h) trên các độ lệch đi ể m từ một bề mặt phẳng trong phần chuy ể n tiếp đầu ra từ phần cổ: 0,3 % l ; i) trên các độ lệch từ một mặt phẳng hoặc đường cong trên các bề mặt thẳng đứng hoặc nghiêng khác: 1 %; j) trên độ lệch từ mặt ph ẳ ng đáy của kênh vào đã được trát: 0,1 % l . Toàn bộ c ấ u trúc của công trình phải được đo đạc, các giá tr ị trung bình của các kích thước liên quan và các độ lệch chuẩn c ủ a chúng ứng với độ tin cậy 95 % đều phải được t í nh toán. Các giá trị trung bình của các kích thước phải được sử dụng để tính lưu lượng và các độ lệch chuẩn của chúng phải được sử dụng để xác định độ không đảm bảo đo t ổ ng cộng trong việc xác định lưu lượng. 5.2.4. Phía d òng ra của máng Các điều kiện dòng phía dòng ra của máng là quan trọng việc kiểm so á t mức nước cuối vì có thể làm ảnh hư ở ng đến vận hành của máng. V ì thế máng phải được thiết kế sao cho không bị tr à n trong các điều kiện vận hành b ì nh thường ngoại trừ bị tràn một khoảng thời gian giới hạn ví dụ trong thời điểm lũ lụt. Cấu trúc của máng tr ê n sông hoặc suối có th ể làm thay đổi các điều kiện dòng chảy phía dòng vào và dòng ra c ủ a công trình. Việc này có thể gây ra sự tích tụ vật chất nhiều hơn trong lòng sông phía dòng ra, dẫn đến có thể làm cho mực nước trung b ì nh tăng lên đủ lớn để làm tràn máng, đặc biệt tại dòng chảy có lưu lượng thấp. Phải loại bỏ mọi chất tích tụ. 6. Bảo trì - Các yêu cầu chung 6.1. Bảo trì công trình đo và kênh vào đóng vai trò quan trọng để bảo đảm cho các phép đo chính xác. Kênh vào đến các máng phải được giữ sạch ở mức có thể và ở cách xa bùn đất và cây cối với các khoảng cách nhỏ nhất được qui định trong 5.2.2.1. 6.2. Giếng nổi, ố ng nối và lối vào từ kênh vào phải được giữ sạch và tránh để lắng cặn. Phần c ổ và đường cong vào máng phải được giữ sạch và tránh sự phát triển c ủ a tảo. 7. Đo cột áp Các phương pháp và thiết bị thường dùng để đo cột áp, chi tiết của thiết kế và các yêu cầu chức năng của các giếng tiêu năng và chi tiết đ ặ t điểm “ không” c ủ a thiết bị đo mức nước được qui định trong ISO 4373. Các yêu cầu về đo cột áp đối với các kiểu máng cụ thể liên quan đến Điều 8 và 9. 8. Máng Parshall 8.1. Mô tả Máng Parshall có mặt cắt ngang hình chữ nhật bao gồm phần đầu vào hội tụ, phần c ổ và phần đầu ra phân kỳ (xem H ì nh 1). Đáy của lối vào phải thực sự phẳng theo cả chiều dọc và chiều ngang. Các vách bên phải thẳng đứng và tạo thành một góc hội tụ không đổi 11° 19' hoặc phải thu hẹp t ỉ lệ 1:5 trên mặt bằng so v ớ i trục c ủ a máng. Các vách bên của phần cổ phải nằm song song trên mặt phẳng. Đáy phải được nghiêng về phía dòng ra với gradient bằng 3:8; điều này áp dụng đối với mọi c ỡ máng. Giao tuyến giữa đáy của lối vào với đáy c ủ a phần cổ được gọi là đ ỉ nh máng. Chiều cao của đ ỉ nh trên đáy võng của phần cổ được coi là chiều cao c ủ a đỉnh máng, h p 1 . Các vách bên c ủ a phần lối ra phải thẳng đứng và tạo thành một g ó c phân k ì không đổi bằng 9° 28' hoặc phải có t ỉ lệ phóng đại 1:6 trên mặt phẳng so với trục c ủ a máng. Đáy phải được nghiêng về phía dòng vào với gradient nghịch đảo 1:6; điều này được áp dụng đối với mọi cỡ máng. Để đảm bảo dòng vào máng bằng phẳng để tránh rối bề mặt tại đầu ra của máng, mặt cắt ngang của lối vào và ra phải được nối với các bờ kênh tự nhiên hoặc các đường dốc cạnh của kênh nhân tạo bằng các vách ngăn phụ thẳng đứng tạo góc 45° với trục của máng hoặc được uốn cong với bán kính R ≥ 2 h m ax (xem Hình 1). Đối với các máng có kích cỡ nhỏ hơn, có chiều rộng phần cổ nh ỏ hơn 0,5 m, các vách ngăn phải được đặt vuông góc với trục của máng. Máng Parshal l có thể được làm bằng gỗ, đá, bê tông, bê tông cốt thép hoặc bất kì loại vật liệu khác tùy thuộc vào các điều kiện đang có. Các máng Parshall nhỏ có thể được chế tạo bằng các tấm kim loại và được sử dụng làm các máng di động. Các máng được tạo bằng bê tông cốt thép có thể phải được đúc sẵn thành một tổ hợp tại hiện trường. a) Hình chiếu ngang b) Mặt cắt Hình 1 - Máng Parshall Bảng 1 - Các kích thước đối v ớ i các máng Parshall tiêu chu ẩ n Kích thước tính bằng mét Máng Parshall số Phần cổ L ố i vào L ối ra Chiều cao c ủ a vách b ê n b l X Y h p1 b 1 l 1 l e l a b 2 l 2 h p 2 h c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 0,152 0,305 0,05 0,075 0,115 0,40 0,610 0,622 0,415 0,39 0,61 0,012 0,60 2 0,250 0,600 0,05 0,075 0,230 0,78 1,325 1,325 0,900 0,55 0,92 0,072 0,80 3 0,300 0,600 0,05 0,075 0,230 0,84 1,350 1,377 0,920 0,60 0,92 0,072 0,95 4 0,450 0,600 0,05 0,075 0,230 1,02 1,425 1,454 0,967 0,75 0,92 0,072 0,95 5 0,600 0,600 0,05 0,075 0,230 1,20 1,500 1,530 1,020 0,90 0,92 0,072 0,95 6 0,750 0,600 0,05 0,075 0,230 1,38 1,575 1,607 1,074 1,05 0,92 0,072 0,95 7 0,900 0,600 0,05 0,075 0,230 1,56 1,650 1,683 1,121 1,20 0,92 0,072 0,95 8 1,000 0,600 0,05 0,075 0,230 1,68 1,700 1,734 1,616 1,30 0,92 0,072 1,00 9 1,200 0,600 0,05 0,075 0,230 1,92 1,800 1,836 1,227 1,50 0,92 0,072 1,00 10 1,500 0,600 0,05 0,075 0,230 2,28 1,950 1,989 1,329 1,80 0,92 0,072 1,00 11 1,800 0,600 0,05 0,075 0,230 2,64 2,100 2,142 1,427 2,10 0,92 0,072 1,00 12 2,100 0,600 0,05 0,075 0,230 3,00 2,250 2,295 1,534 2,40 0,92 0,072 1,00 13 2,400 0,600 0,05 0,075 0,230 3,36 2,400 2,448 1,632 2,70 0,92 0,072 1,00 8.2. Kích thước Máng Parshall có một tính chất đặc biệt đó là các máng kh ô ng c ó mô hình hình học giống nhau. Chiều dài phần cổ, chiều cao đỉnh và chiều dài lối ra là hằng số đối với một loạt các máng trong khi các kích thước khác thay đổi theo hàm số của chiều rộng phần cổ; các k í ch thước khác này có th ể được xác định bằng cách phân t í ch. V ì thế cần ph ả i sử dụng các máng đã được hiệu chuẩn được xây dựng theo các kích thước được qui định lần lượt trong Bảng 1 và Bảng 2 đối với các máng Parshall tiêu chuẩn và cỡ lớn. 8.2.1. Máng Parshal l tiêu chuẩn Kích thước của một máng Parshall tiêu chuẩn cụ th ể được kí hiệu b ằ ng chiều rộng phần cổ b (xem B ả ng 1, cột 2). Đối với loạt máng Parshall tiêu chuẩn có độ rộng cổ b từ 0,250 m đến 2,400 m (xem Bảng 1, số 2 đến 13), các kích thước quan trọng ph ả i đồng nhất, ví d ụ chiều dài phần cổ l (cột 3), chiều cao đỉnh h p 1 (cột 6), các tọa độ X, Y của mặt cắt ngang của phần cổ tại đường ống giếng tiêu năng được sử dụng để đo cột áp h b (cột 4 và 5), chiều dài đường trục của đầu ra l 2 (cột 12), chiều cao h p2 (cột 13), độ dốc của đáy phần cổ (3:8) và nghịch đ ả o của đáy phần lối ra (1:6). Các k í ch thước khác của các máng này (số 2 đến 13) được t í nh bằng cách sử dụng các phương tr ì nh sau: a) Chiều rộng c ủ a mặt cắt ngang lối vào của máng, tính bằng mét b 1 = 1,2 b +0,48 (1) b) Chiều dài trục c ủ a lối vào, t í nh bằng mét l 1 = 0,5 b + 1,2 (2) c) Chiều dài vách phân k ì , tính b ằ ng mét l e = 1,02 l 1 (3) d) Chiều d à i vách giữa đỉnh và phần đo cột áp h a (4) e) Chiều rộng mặt cắt ngang lối ra, tính b ằ ng mét b 2 = b + 0,30 (5) f) Chiều cao vách b ê n lối đầu vào , tính bằng mét h c = h a,max + (0,15 hoặc 0,20) (6) Chiều cao các vách bên được khuyến nghị cho phép tăng thêm 1 m để đề phòng trà n đ ỉ nh khi các dòng qua máng vượt quá lưu lượng thiết kế lớn nh ấ t. Các chiều dài l 3 và l 4 của các vách ngăn thay đổi theo chiều rộng của các kênh tự nhiên hoặc nhân tạo (xem Hình 1). Để đảm bảo các đầu nối đúng qu i cách với các bờ kênh hoặc các đường dốc bên của kênh tự nhiên, các vách ng ă n phải được m ở rộng ra ít nhất một một khoảng bằng 0,4 m đến 0,5 m vào sâu trong các bờ kênh. 8.2.2. Máng Parshall cỡ lớn Ngược lại với các máng Parshall tiêu chuẩn, kích thước của các máng Parshall c ỡ lớn phải được xác định độc lập đối với từng thiết kế cụ thể là một hàm của chiều rộng phần cổ. Không có phương trình phân t í ch nào sẵn có dùng để xác định các kích thước c ủ a các máng Parshall cỡ lớn; áp dụng các gi á trị được qui định trong Bảng 2. Các giá trị này không đư ợ c thay đổi hay làm tròn mà không đi kèm với việc hiệu chuẩn máng. B ả ng 2 đưa ra các k í ch thước quan trọng của các máng Parshall c ỡ lớn có chiều rộng phần cổ trong phạm vi 3,05 m và 15,24 m dùng để đo lưu lượng trong phạm vi từ 0,16 m 3 /s đến 93 m 3 /s. Có thể thấy l , X , Y , h p 1 và h p2 trong Bảng 2 là hằng số đối với một loạt c á c máng. Ngoài ra, các độ dốc c ủ a đáy phần cổ và đáy phần đầu ra lần lượt là 3:8 và 1:6, các góc hội tụ (11° 19 ' ) và phân kì (9° 28 ' ) của các vách bên của phần lối vào và lối ra cũng được giữ không đ ổ i đối v ớ i tất cả các máng Parsha l l. Kích thước duy nhất được xác đ ị nh bằng cách phân t í ch là chiều dài của vách n ắ m giữa đ ỉ nh và c ủ a đường ố ng gi ế ng tiêu năng được sử dụng đ ể đo h a . Chiều dài này đư ợ c t í nh bằng mét, theo phương tr ì nh sau (7) Chiều rộng phần cổ b được khuyến nghị bằng từ 1/3 đến 1/2 lần chi ề u rộng đ á y b c của kênh tự nhiên hoặc nhân tạo (xem Hình 1 ). Bảng 2 - Các kích thước đối v ớ i các máng Parshall cỡ lớn Kích thước tính bằng mét Máng Parshall s ố Phần c ổ Lối vào Lối ra Chiều cao của vách bên b l X Y h p1 b 1 l 1 l e l a b 2 l 2 h p 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3,05 0,91 0,305 0,23 0,343 4,76 4,27 1,83 3,66 1,83 0,152 1,22 15 3,66 0,91 0,305 0,23 0,343 5,61 4,88 2,03 4,47 2,44 0,152 1,52 16 4,57 1,22 0,305 0,23 0,457 7,62 7,62 2,34 5,59 3,05 0,203 1,83 17 6,10 1,83 0,305 0,23 0,686 9,14 7,62 2,84 7,32 3,66 0,305 2,13 18 7,62 1,83 0,305 0,23 0,686 10,67 7,62 3,35 8,94 3,96 0,305 2,13 19 9,14 1,83 0,305 0,23 0,686 12,31 7,93 3,86 10,57 4,27 0,305 2,13 20 12,19 1,83 0,305 0,23 0,686 15,48 8,23 4,88 13,82 4,88 0,305 2,13 21 15,24 1,83 0,305 0,23 0,686 18,53 8,23 5,89 17,27 6,10 0,305 2,13 8.3. Phép đo cột áp và các giới hạn áp dụng Lưu lượng qua máng Parshall được x á c định bằng cách đo các giá tr ị cột áp ở ph ầ n đầu vào (cột áp ph í a dòng vào , h a ) và tại phần c ổ (cột áp phía dòng ra, h b ). Phải đo một hay hai cột áp tùy thuộc vào các điều kiện dòng trong máng. Đối với các điều kiện dòng chảy tự do, chỉ c ầ n đo cột áp h a . Vị trí đo cột áp h a phải được đặt tại khoảng cách l a đo dọc theo vách nghiêng ph í a dòng vào từ đỉnh máng [ l a có th ể được tính bằng cách sử dụng công thức (4) và công thức (7)]. Phạm vi khuyến nghị của các cột áp h a được qui đ ị nh trong Bảng 3 và 4. Trường hợp không cần độ ch í nh xác cao, có thể sử dụng dụng cụ đo mức nước đ ể xác định cột áp h a bằng cách đặt thẳng đứng chúng tại v ị trí thực hiện phép đo áp trên mặt trong của vách đầu vào hội tụ. Dụng cụ đo mức nước chắc chắn phải được đưa về “ không ” so với độ cao của đỉnh máng, tức là chiều cao c ủ a đáy máng nằm ngang tại đi ể m cuối c ủ a lối vào. Bảng 3 - Các đ ặc trưng lưu lượng của các máng Parshall tiêu chuẩn Máng Parshall số Chiều dài phần c ổ b Phương trình tính lưu lượ ng 1) m 3 /s Phạm vi cột áp h a m Phạm vi lưu lượng 2 ) Q x 10 - 3 m 3 /s Gi ớ i hạn mô đun σ c (thực nghiệm) T ỉ số số tràn σ (khuyến nghị) min max min max 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0,152 0,381 0,03 0,45 1,5 100 0,55 0,6 2 0,25 0,561 0,03 0,60 3,0 250 - 0,6 3 0,30 0,679 0,03 0,75 3,5 400 0,62 0,6 4 0,45 1,038 0,03 0,75 4,5 630 0,64 0,6 5 0,60 1,403 0,05 0,75 12,5 850 0,66 0,6 6 0,75 1,772 0,06 0,75 25,0 1100 0,67 0,6 7 0,90 2,147 0,06 0,75 30,0 1250 0,68 0,6 8 1,00 2,397 0,06 0,80 30,0 1500 0 0,7 9 1,20 2,904 0,06 0,80 35,0 2000 -0,70 0,7 10 1,50 3,668 0,06 0,80 45,0 2500 0,72 0,7 11 1,80 4,440 0,08 0,80 80,0 3000 0,74 0,7 12 2,10 5,222 0,08 0,80 95,0 3600 0,76 0,7 13 2,40 6,004 0,08 0,80 100,0 4000 0,78 0,7 1 ) C = C D b x 3,279 n trong đó: C D là hệ số lưu lượng; n là s ố mũ phụ thuộc vào b . 2) Được phép làm tròn đến giá trị gần nhất. Bảng 4 - Các đặc trưng lưu lượng c ủ a các máng Parshall cỡ lớn Máng Parshall số Chiều cao phần c ổ b Phương trình 1) tính lưu lượ ng Phạm vi cột áp h a m Phạm vi lưu lượn g Q m 3 /s Hệ số tràn σ c (khuyến nghị) Hệ số tràn (hệ số điều chỉnh) C a m 3 /s min max min max 1 2 3 4 5 6 7 8 9 14 3,05 7,463 0,09 1,07 0,16 8,28 0,80 1,0 15 3,66 8,859 0,09 1 , 37 0,19 14,68 0,80 1,2 16 4,57 10,96 0,09 1,67 0,23 25,04 0,80 1,5 17 6,10 14,45 0,09 1,83 0,31 37,97 0,80 2,0 18 7,62 17,94 0,09 1,83 0,38 47,16 0,80 2,5 19 9,14 21,44 0,09 1,83 0,46 56,33 0,80 3,0 20 12,19 28,43 0,09 1,83 0,60 74,70 0,80 4,0 21 15,24 35,41 0,09 1,83 0,75 93,04 0,80 5,0 1 ) C 1 = C D b , trong đó C D là hệ số lưu lượng. Trường hợp yêu cầu độ chính xác cao hơn hoặc trường hợp các thiết b ị đo ghi liên tục hoặc sử dụng cơ c ấ u nhận biết hành tr ì nh, th ì phải cung cấp một giếng tiêu năng. Để kết nối giếng tiêu năng với dòng chảy trong máng, sử dụng một đoạn ống có đầu vào được đặt tại v ị trí được khuyến nghị đối với phép đo cột áp ở gần với đáy phần lối vào (xem Hình 1). Máng Parshall phải được làm việc dưới điều kiện dòng tràn nên phải đo cả cột áp h a và h b . Vị trí để đo cột áp h b phải được đặt trong phần cổ, cách đáy võng một khoảng X . Khi d ò ng trong phần cổ tương đối r ố i, nó sẽ làm cho mặt nước rung động đáng kể, không thích hợp cho việc d ùng dụng cụ đo mức nư ớ c để đo h b . Vì vậy cần phải c ó một giếng tiêu năng. B ả ng 1 và B ả ng 2 đưa ra giá trị X và Y là các vị trí tọa độ c ủ a mặt c ắ t ngang lối vào của đoạn ống nối v ớ i các kích cỡ máng khác nhau. Giếng tiêu năng thích hợp đối với dụng cụ đo mức, cơ cấu nhận biết hành trình hoặc thiết bị ghi liên tục đều phải được đưa về “ không” so với chiều cao đ ỉ nh máng một cách chính xác. Thiết kế c ủ a các giếng tiêu năng và các đoạn ống nối phải phù hợp với các yêu cầu được qui định trong Điều 7. Các giếng tiêu năng dùng cho phép đo cột áp h a và h b phải đặt kề nhau vì thế việc lắp đặt hoàn thiện được đặt trên một mặt ph ẳ ng (trong nhà hoặc ngoài trời). Phạm vi cột áp được khuyến nghị có th ể đo được bởi các máng Parshall có kích c ỡ khác nhau là từ 0,03 m đến 0,8 m đối với các máng tiêu chu ẩ n và từ 0,09 m đến 1,83 m đối với các máng cỡ lớn (xem lần lượt trong Bảng 3 và 4). 8.4. Các điều kiện dòng tự do và dòng tràn Lưu lượng đi qua máng Parshall được coi là dòng tự do khi nó độc lập với sự thay đ ổ i mức nước hạ lưu. Khi máng Parshall hoạt động dưới các điều kiện dòng tự do, dòng tại phần đầu vào dưới giới hạn, với các chiều sâu giảm dần theo hư ớ ng dòng chảy cho đến khi chiều sâu tới hạn đạt được ở gần đ ỉ nh máng. Ngoài đ ỉ nh, trong phần c ổ , các chiều sâu dưới giới hạn (xem Hình 1). Các điều kiện dòng tự do sẽ tồn tại cho đến khi cột áp phía dòng ra tăng đến điểm m à ở đó hệ số tràn ( ) bằng với giới hạn module σ c , nghĩa là (8) Khi điều này x ả y ra dòng chảy trong phần đầu ra và phần cổ lớn hơn sẽ bị tràn (xem Hình 1). Khi cột áp phía dòng ra lớn hơn, các điều kiện dòng tràn sẽ được m ở rộng ra ngo à i phía dòng vào đến phần đầu vào và v ì thế sẽ làm giảm lưu lượng qua máng. Khi máng hoạt động dưới các điều kiện dòng tràn, lưu lượng được đo phụ thuộc vào hệ số tràn σ. Các phép hiệu chuẩn chỉ ra giới hạn module đối với cá c máng Parshall tiêu chuẩn trong khoảng từ 0,55 đến 0,78 (xem Bảng 3, cột 8). Giá trị trung b ì nh khuyến ngh ị của hệ số tràn là 0,6 đến 0,7 đối với các máng Parshall tiêu chuẩn (xem B ả ng 3, cột 9) và 0,8 đối với máng Parshall cỡ lớn là 8 (xem Bảng 4, cột 8). Việc xác định lưu l ư ợng dưới điều kiện dòng tràn có thể thực hiện được miễn là hệ số tràn không vượt quá 0,95. Khi các hệ số tràn cao hơn thì máng không còn hoạt động như một cấu trúc đo lưu lượng. Cần lưu ý rằng máng hoạt động dưới các điều kiện dòng tràn thường có t ổ n thất cột áp thấp nhất. Tuy nhiên các điều kiện dòng tràn làm cho phép đo lưu lượng ít chính xác hơn các phép đo đo lưu lượng được thực hiện dưới các điều kiện dòng tự d o. Vì thế nên lựa chọn các kích thước của máng sao cho nó ch ỉ hoạt động dưới các điều kiện d òng tràn trong một khoảng thời gian giới hạn, v í dụ trong các thời điểm lũ. 8.5. Xác định lưu lượng 8.5.1. Xác định l ưu l ượ ng trong điều kiện dòng tự do Lưu lượng qua máng Parshall hoạt động trong điều kiện dòng tự do (nghĩa l à σ <> c ) được tính theo phương trình sau: (9) trong đó Q là lưu lượng, tính bằng mét khối trên giây; b là chiều rộng của c ổ máng, tính bằng mét; h a là cột áp ở phần đầu vào, tính bằng mét; C D là hệ số lưu lượng; n l à số mũ phụ thuộc thuộc vào b . Lưu lượng qua máng Parshall tiêu chu ẩ n số 2 đến 13, hoạt động dưới các điều kiện dòng tự do được t í nh theo phương tr ì nh sau: (10) (nghĩa là C D = 0,372 và n = 1,569 b 0 , 026 đối với máng Parshall tiêu chuẩn số 1, C D = 0,384 và n c ó cùng giá tr ị như trên). Các phương tr ì nh tính lưu lượng đối v ớ i từng máng Parshall tiêu chu ẩ n được qui định trong Bảng 3, cột 3, trong đó C = C D b (3,279) n . Lưu lượng qua các máng Parshall c ỡ lớn (xem Bảng 4, cột 1, số 14 đến 21) hoạt động dưới các điều kiện dòng tự do (nghĩa là σ <> c ) được tính theo phương tr ì nh sau: Q (11) (nghĩa là và n = 1,6) Các phương trình tính lưu lượng đối với từng máng Parshall cỡ lớn được qui định trong Bảng 4, cột 3, với C 1 = C D b . B ả ng 3 và 4 cũng đưa ra các giá trị phạm vi của lưu lượng tự do [được tính từ công thức (10) và (11)] c ó th ể áp dụng đ ố i với tất cả các c ỡ máng. 8.5.2. Xác định lưu lượng trong điều kiện dòng tràn Lưu lượng đi qua máng Parshall hoạt động trong điều kiện dòng tràn bị ảnh hư ở ng b ở i cột á p phía dòng ra và được tính b ằ ng cách điều chỉnh lưu lượng tự do: Q dr = Q Q E (12) trong đó Q d r l à lưu lượng dòng tràn; Q dr là lưu lượng tự do thu được từ công thức (10) hoặc (11); Q E là sự sụt giảm lưu lượng do hiện tượng tràn gây ra. Để đánh giá Q E cho các máng Parshall tiêu chu ẩ n (nghĩa là số 1 đến 13), s ử dụng phương tr ì nh thực nghiệm sau: (13) Đối với các máng Parshall cỡ lớn, qui trình xác định Q E như sau: Từ H ì nh 2, lựa chọn giá trị Q E, 3 (đối với chiều rộng phần cổ b = 3,05 m ) tương ứng với hệ số tràn σ và cột áp phía dòng vào h a c ủ a máng. Đối với các độ rộng phần c ổ b lớn hơn 3,05 m, nh â n giá tr ị của Q E , 3 thu được từ H ì nh 3 với hệ số trà n C s tương ứng với chiều rộng c ổ thực tế (xem Bảng 4, cột 9), nghĩa là Q E = Q E,3 C s (14) Thay thế giá trị Q E tính đ ư ợc vào công thức (12) đ ể xác định giá tr ị c ủ a lưu lượng tràn Q dr . 9. Máng SANIIRI 9.1. Mô tả Máng SANIIRI có tiết diện hình chữ nhật và gồm có phần đầu vào hội tụ với đáy ngang, dốc tại đầu phía dòng vào. Sau đó c ó phần mở rộng đột ngột tiết diện của máng (trong mặt ph ẳ ng) đ ể kết nối với kênh phía dòng ra (xem Hình 3). Do cổ và phần đ ầu ra không phân kỳ nên các máng SANIIRI có thiết kế đơn giản hơn các máng Parshall. Các vách bên thẳng đứng và hội tụ (trong mặt phẳng) với góc hội tụ 11°; điều này được áp d ụng đối với t ấ t cả các c ỡ máng. Dốc, nghĩa là cao trình của đáy máng cao hơn đáy c ủ a kênh phía d ò ng ra được gọi là ngưỡng máng h p . Khi máng có ngưỡng được dựng trong kênh tự nhiên thì đáy và bờ phía dòng ra c ủ a ngưỡng cần phải được cách nhau một khoảng l 5 . Trong trường hợp mong muốn hoặc cần thiết, đáy của máng có thể được nâng lên so với đáy c ủ a phía dòng vào v ì thế tạo ra ngư ỡ ng chiều cao h pl . Đầu vào đến đầu ra máng phải được nối với các bờ kênh bằng các vách thẳng đứng tạo thành (trong mặt phẳng) các góc vuông với trục của máng (xem Hình 3). Các máng SANIIRI có th ể được xây dựng bằng b ê tông, bê tông cốt thép hoặc khối bê tông hoặc bằng cấu trúc rỗng được làm bằng tấm kim loại có c á c góc được gia cố và được trát bằng vữa xi măng. 9.2. Kích thước Các thiết kế c ủ a máng SANIIRI có các mô hình hình học giống nhau, kích thước c ủ a chúng là hàm của chiều rộng b của tiết diện đầu ra của máng. Các kích thước khác c ủ a máng được tính toán bằng cách sử dụng các phương trình sau a) Chiều rộng c ủ a tiết diện đầu vào, tính bằng mét b 1 = 1 , 7 b (15) b) Chiều dài của máng, tính bằng mét l 0 = l 1 = 2 b (16) c) Chiều cao của ngưỡng, tính bằng mét h p ≥ 0,5 h a, max (1 7) d) Chiều d ài của kênh phía dòng ra, tính bằng mét l 5 ≈ 3 h a , max (18) e) Chiều cao c ủ a các vách bên, tính bằng mét h c = h a, max + (0,15 hoặc 0,20) (19) f) Phạm vi chiều rộng của tiết diện đầu ra, tính bằng mét 0,2 ≤ b ≤ 1,0 (20) Bảng 5 nêu tóm tắt các kích thước và dung tích của tất cả các loại máng SANIIRI tiêu chuẩn. Chiều rộng trung b ì nh của kênh tự nhiên hoặc nhân tạo phải lớn hơn hoặc bằng 1,4 b 1 , nghĩa là (21) Điều này phải được xem xét khi lựa chọn kích cỡ c ủ a máng để sử dụng, trong kênh cụ thể. Hình 2 - Biểu đồ để xác định số hiệu chính lưu lượng đối với các máng Parshall cỡ lớn a) Hình chiếu mặt b) Mặt cắt ngang CHÚ DẪN 1 Dụng cụ đo mức nước 2 Đầu vào c ủ a đường ống đến giếng tiêu năng 3 3 Giếng tiêu năng dùng để đo h a 4 Thiết bị đo cột áp 5 Thiết b ị đo cột áp 6 Giếng tiêu năng dùng để đo h b 7 Đầu vào của đường ống đến giếng tiêu năng 6 8 Thiết bị đo mức nước Hình 3 - Máng SANIIRI Bảng 5 - Các kích thước và dung tích của các máng SANIIRI tiêu chuẩn Máng SANIIRI số b l 0 = l 1 b 1 h p h c l 5 Phạm vi cột áp Phạm vi lưu l ư ợng của dòng tự do Q m m m m m m m m 3 /s min. max. min. max. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 0,3 0,6 0,51 0,40 0,7 1,8 0,14 0,55 0,03 0,25 2 0,4 0,8 0,68 0,50 0 , 8 1 , 8 0,14 0,60 0,04 0,40 3 0,5 1 , 0 0,85 0,65 0 , 9 2 , 0 0 , 15 0,70 0,06 0,63 4 0,60 1,2 1,02 0,80 1 , 0 2,5 0,20 0,85 0,10 1,00 5 0,75 1,5 1,275 1,00 1 , 2 3,0 0,22 1 , 0 0,16 1,60 6 1 , 0 2,0 1,70 1,20 1 , 3 3,0 0,24 1 , 1 0,25 2,50 9.3. Đo cột áp và các giới hạn áp dụng Lưu lượng qua máng SANIIRI được xác định bằng cách đo cột áp (chiều sâu của nước) trong phần đầu vào (cột áp phía dòng vào, h a ) và phần đầu ra (cột áp phía dòng ra, h b ) (xem Hình 3). Phải đo một hay hai cột áp tùy thuộc vào các điều kiện dòng trong máng. Đối với các điều kiện dòng tự do, chỉ cần đo cột áp h a . Vị trí thực hiện phép đo h a đặt tại đầu vào ( vị trí 2 trong Hình 3) của đường ống nối đến giếng tiêu năng (vị trí 3 trong Hình 3) nằm trên mặt cắt ngang đầu vào của máng. Trường hợp giếng tiêu năng không được cung c ấ p, dụng cụ đo mức nước phải được đặt gần đầu vào của máng (v ị trí 1 trong Hình 3) chắc chắn phải được đưa về “ không” so v ớ i chiều cao c ủ a đáy máng. Đối với dòng tràn cần phải đo của cột áp h a và h b . VỊ trí thực hiện phép đo h b được bố trí ở đầu vào (vị trí 7 trong Hình 3) của ống nối đến giếng tiêu năng (vị tr í 6 trong Hình 3) nằm trên mặt cắt ngang đầu ra của máng. Đầu vào của ống nối phải được đ ặ t tại chiều cao c ủ a đáy máng. Nếu không có giếng tiêu năng, sẽ phải sử dụng cụ đo mức nước (vị trí 8 trong Hình 3) được đặt thẳng đứng trên vách đầu ra. Thiết kế đối với các giếng tiêu năng và các ống nối phải phù hợp với các yêu cầu được qui định trong Điều 7. Phạm v i cột áp có thể đo được bằng các cỡ máng SANIIRI khác nhau là từ 0,1 m và 1,1 m (xem Bảng 5). 9.4. Các điều kiện dòng tự do và dòng tràn Lưu lượng qua máng SANIIRI được coi là d ò ng tự do cho đến khi gi ớ i hạn môđun σ c = 0,2. Khi hệ số tràn ( ) lớn hơn giới hạn môđun thì d ò ng t rong máng sẽ bị tràn. Chiều cao tăng th ê m của ngư ỡ ng có thể được cung c ấ p để m ở rộng phạm vi dòng tự do. Việc xác định lưu lượng dưới các điều kiện dòng tràn có thể thực hiện được miễn là tỉ số dòng tràn không vượt quá 0,9. 9.5. Xác định lưu lượng 9.5.1. Xác định lưu l ượn g dưới các điều kiện dòng tự do Lưu lượng qua máng SANIIRI hoạt động dưới các điều kiện dòng tự do (nghĩa là σ ≤ 0,2) được tính theo các phương tr ì nh sau: (22) trong đó C D là hệ số lưu lượng thu được từ (23) 9.5.2. Xác đ ị nh lưu lượng dưới các đi ề u kiện dòng tràn Lưu lượng qua máng SANIIRI hoạt động dưới điều kiện d òng tràn (nghĩa là σ > σ c = 0,2) tính được từ phương tr ì nh thực nghiệm Q dr = Q C s (24) trong đó Q dr là lưu lượng tràn; C s là hệ số tràn hoặc hệ số hiệu chính thu được từ. (25) Các giá trị C s tương ứng với phạm vi hệ số tràn σ từ 0,20 đến 0,90 được xác định trong Bảng 6. Bảng 6 - Các hệ số tràn (các h ệ số hiệu ch í nh) đối v ớ i các máng SANIIRI σ C s σ C s σ C s σ C s 0,20 0,98 0,50 0,92 0,72 0,83 0,81 0,75 0,26 0,97 0,55 0,91 0,74 0,82 0,82 0,73 0,32 0,96 0,58 0,90 0,75 0,81 0,83 0,71 0,60 0,89 0,76 0,80 0,85 0,69 0,38 0,95 0,62 0,88 0,77 0,79 0,86 0,67 0,78 0,78 0,87 0,65 0,42 0,94 0,65 0,87 0,79 0,77 0,88 0,63 0,67 0,86 0,80 0,76 0,89 0,61 0,47 0,93 0,70 0,84 0,90 0,58 10. Độ không đảm bảo đo trong phép đo dòng 10.1. Quy định chung 10.1.1. Thông thường, độ không đảm bảo đo thành phần xu ấ t hiện từ các nguồn sai số có thể đánh giá được (xem 10.4 và 10.5) và tổng hợp lại (xem 10.6) để thu được một ước lượng độ không đảm bảo tổng hợp trong phép đo lưu lượng. Độ không đảm bảo t ổ ng hợp này cho phép đánh giá lưu lượng có thể đ o được với độ chính xác đủ đ ể sử dụng hay không. Điều 10 cung cấp các thông tin cần thiết cho người sử dụng tiêu chuẩn này đ ể ước lượng độ không đ ả m bảo trong phép đo lưu lượng (xem TCVN 8114 (ISO 5168) Đo dòng lưu chất- Ước lượng độ không đảm b ả o đo c ủ a phép đo lưu lượng 10.1.2. Độ không đảm bảo tổng hợp có thể được xác đ ị nh bằng chênh lệch giữa lưu lượng thực và lưu lượng t í nh được theo các phương trình hiệu chuẩn được thừa nhận để xây dựng và lắp đặt máng theo tiêu chu ẩ n này. Thuật ngữ “độ không đảm bảo” được sử dụng để chỉ ra khoảng giá trị, xung quanh giá t rị đo được, mà lưu lượng thực được k ì vọng trong đó t ớ i 19 phần 20 (nghĩa là với giới hạn độ tin cậy 95 %). 10.2. Các nguồn sai số 10.2.1. Các nguồn sai số trong phép đo lưu lượng có thể được xác định b ằ ng cách xem xét dạng t ổ ng quát c ủ a phương trình tính lưu lượng dùng cho máng: (26) trong đó C 0 l à hằng số không có sai số; g là gia tốc trọng trường, thay đổi theo vị trí nhưng sự thay đổi có thể bỏ qua trong phép đo lưu lượng. 10.2.2. Các nguồn sai số dưới đ â y cần phải được xem xét: a) hệ số lưu lượng C D ; b) các phép đo kích thước máng, ví dụ chiều rộng phần cổ, b của máng; c) phép đo cột áp, h . 10.3. Các loại sai số 10.3.1. Các sai số được phân loại thành ngẫu nhiên hoặc hệ thống, ban đầu nó làm ảnh hư ở ng đến độ tái lập (độ chụm) của phép đo và sau đó làm ảnh hư ở ng đến độ chính xác thực của phép đo. 10.3.2. Độ lệch chu ẩ n của tập hợp n phép đo đại lượng y trong điều kiện ổn định có thể được ước lượng t ừ phương trình: (27) trong đó là giá trị trung b ì nh số học của n phép đo; y i là kết quả c ủ a một phép đo đơn lẻ. Độ lệch chuẩn của giá trị trung bình được tính bằng công thức (28) và độ không đảm b ả o c ủ a giá tr ị trung bình [1] là 2 (với độ tin cậy 95 %). Độ không đảm bảo này là đóng góp của độ không đảm bảo trong các quan trắc của y vào độ không đảm bảo thành phần. 10.3.3 Phép đo c ó thể gây ra sai số hệ thống; v ì thế giá trị trung bình của rất nhiều gi á trị đo được sẽ khác với giá trị thực c ủ a đại lượng được đo. Ví dụ, sai s ố đặt đi ể m “không” của dụng cụ đo mức nước so với chiều cao của đáy đầu vào gây ra một chênh lệch hệ thống giữa giá trị trung b ì nh thực của cột áp được đo và giá tr ị thực tế. Vì việc lặp lại phép đo không loại bỏ được sai số hệ thống nên giá tr ị thực tế chỉ có th ể được xác định bằng phép đo độc lập đã biết có độ chính xác cao hơn. 10.4. Độ không đảm bảo trong giá trị hệ số 10.4.1. Các giá trị được nêu trong tiêu chuẩn này cho các hệ số khác nhau c ủ a các phương trình t í nh lưu lượng dùng cho máng Parshall và SANIIRI có được dựa trên thực nghiệm thực hiện một cách c ẩ n thận với độ lặp lại của các giá tr ị số đọc đủ để đảm bảo độ chụm cần thiết. Tuy nhiên, khi các phép đo được thực hiện tại các công trình tương tự khác, sai lệch hệ thống giữa các hệ số lưu lượng có thể xảy ra d o sự khác nhau trên lớp trát bề mặt của thiết bị, việc lắp đặt, điều kiện dò ng vào, ảnh hưởng của thang đo giữa mô hình và công trình tại hiện trường, v.v... 10.4.2. Độ không đ ả m bảo của các hệ số lưu lượng nêu trong tiêu chu ẩ n n à y được t í nh dựa vào độ lệch của dữ liệu thực nghiệm (từ các nguồn khác nhau) so với các phương trình lí thuyết đã nêu và trên toàn bộ hệ thống. Độ không đảm bảo hệ thống theo phần trăm, C của máng Parshall trong khoảng 2 % đến 4 % và của m á ng SANIIRI = 3%. 10.5. Độ không đảm bảo trong các phép đo do người sử dụng thực hiện 10.5.1. Trong các phép đo do người sử dụng thực hiện, c ả sai số ngẫu nhiên và hệ thống sẽ xuất hiện 10.5.2. Vì phương pháp cũng như cách thực hiện không được qui định nên không th ể đưa ra bất k ì trị số nào cho các độ không đảm bảo của nhóm này; người sử dụng phải ước lượng chúng. V í dụ, việc xem xét phương pháp đo chiều rộng c ủ a máng cho phép người sử dụng xác định độ không đảm bảo của đại lượng này. 10.5.3. Phải xác định độ không đảm bảo của giá tr ị cột áp được đo từ việc đánh giá các nguồn sai số cụ thể, ví d ụ độ không đảm bảo của việc xác định điểm “không”, bậc tự do từ độ chệch và độ lặp lại của thiết bị đo (trong đó khe h ở cơ học của thiết b ị là một phần tử quan trọng), độ dao động c ủ a mực nước được đo.v.v... Độ không đảm bảo c ủ a cột áp được đo là căn bậc hai của tổng bình phương các độ không đ ả m b ả o đo riêng lẻ. Độ không đảm bảo này có thể là nhỏ nếu sử dụng phương tiện trắc vi với việc xác định điểm không có độ chính xác so sánh đư ợ c. 10.5.4. Độ không đảm bảo trong phép đo kích thước của máng (chủ yếu là chiều rộng b ) sẽ phụ thuộc vào độ chính xác của thiết bị được sử dụng đ ể đo. Trên thực tế, độ không đảm bảo này thường có thể chứng minh là đáng kể so với các độ không đảm bảo khác. 10.6. Tổng hợp các độ không đảm bảo 10.6.1. Độ không đảm bảo t ổ ng h ợ p hệ thống hay ngẫu nhiên là t ổ ng một số độ không đảm bảo thành phần, bản thân chúng có th ể là các độ không đảm bảo kết hợp với điều kiện các độ không đảm bảo thành phần l à độc lập, nhỏ và nhiều, chúng có thể được tổng hợp lại với nhau để cho độ không đảm bảo ngẫu nhiên (hoặc hệ thống) ở mức tin cậy 95 %. 10.6.2. Tất cả các nguồn gây ra độ không đảm bảo sẽ có c ả thành phần ngẫu nhiên và hệ thống. Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, hoặc thành phần ngẫ u nhiên hoặc thành phần hệ thống chiếm ưu thế và thành phần khác vì thế được bỏ qua. 10.6.3. Do b ả n chất của độ không đảm bảo hệ thống và ngẫu nhiên khác nhau nên chúng thường không được kết hợp với nhau. Tuy nhiên nếu điều 10.6.1 được thỏa mãn, độ không đảm b ả o ngẫu nhiên từ các nguồn khác nhau có thể được kết hợp với nhau bằng định luật căn bậc hai tổng bình phương và độ không đảm bảo hệ thống từ các nguồn khác nhau cũng có th ể đ ược kết hợp với nhau tương tự. 10.6.4. Độ không đảm bảo đ o ngẫu nhiên theo phần t r ă m của lưu lượng có thể được t í nh từ phương tr ì nh sau: (29) trong đó là độ không đảm bảo ngẫu nhiên theo phần trăm của C , là độ không đảm bảo ngẫu nhiên theo phần tr ă m của b ; là độ không đảm bảo ng ẫ u nhiên theo phần trăm của h a , y và n lần lượt là số mũ của b và h và phụ thuộc vào loại, kích thước của máng. 10.6.5. Độ không đảm bảo đo hệ th ố ng theo phần trăm của lưu lượng có thể được tính b ằ ng phương tr ì nh sau (30) là độ không đảm bảo hệ thống theo phần trăm của C , là độ không đảm bảo hệ thống theo phần tr ă m của b ; là độ không đảm bảo hệ thống theo phần trăm của h a , 10.7. Trình bày kết quả Mặc dù mong muốn và thường là cần thiết liệt kê độ không đảm bảo t ổ ng hợp ngẫu nhi ê n và hệ thống một cách riêng biệt, nhưng việc trình bày kết quả đơn giản hơn có thể được yêu cầu. Vì mục đích này độ không đảm bảo hệ thống và ngẫu nhiên có thể được kết hợp với nhau như mô tả trong TCVN 8114 (ISO 5168) bằng cách sử dụng phương trình sau: ( 31 ) 11. Ví dụ 11.1. Dưới đây là một ví dụ về việc tính lưu lượng và độ không đảm bảo kèm theo trong phép đo dò ng đơn lẻ sử dụng máng Parshall hoạt động trong điều kiện dòng tự do. Chiều rộng của c ổ b = 1,0 m và cột áp đo được h a = 0,6 m. Các kích thước khác c ủ a máng Parshall được xác định theo Bảng 1 cho máng S ố 8 (No 8). 11.2. Tính lưu lượng bằng phương tr ì nh đưa ra trong Bảng 3 đối với máng S ố 8. m 3 /s 11.3. Vì độ không đ ả m bảo ngẫu nhiên có thể b ỏ qua, độ không đảm bảo trong giá trị này c ủ a Q ch ỉ phụ thuộc vào độ không đảm bảo hệ thống: Giả sử rằng (xem 10.4.2). 11.4. Giả sử nếu một vài phép đo chiều rộng được thực hiện, th à nh phần độ không đảm bảo đo ngẫu nhiên trong phép đo chiều rộng coi như có thể b ỏ qua. Độ không đảm bảo hệ thống trong phép đo chiều rộng được giả thiết trong trường hợp này là 0,01 m. Theo đó 11.5. Độ l ớ n c ủ a độ không đảm bảo gắn với thiết bị đo cột áp liên quan đến thiết bị cụ th ể được sử dụng. Đã chứng minh việc điều chỉnh điểm “không ” của máy ghi mức nước có th ể đạt đư ợ c độ chính xác ± 0,003 m. Đây là sai số hệ thống. Không có sai số ngẫu nhiên gắn với việc đặt điểm “ không” vì cho đến khi đi ể m “ không ” được cài đặt lại, điểm “ không ” thực sẽ có cùng độ lớn và dấu. Vì thế 11.6. Có thể xác định độ không đảm bảo gắn với các loại thiết bị quan sát mức nước khác nhau bằng cách sử dụng các phép thử được thực hiện một cách c ẩ n thận trong điều kiện được kiểm soát. Thành phần độ không đảm bảo ngẫu nhiên có th ể được xác định bằng cách đọc một loạt các số chỉ tại mức nước đã cho. Tuy nhiên, để phân biệt độ không đ ả m b ả o này với các nguồn độ không đảm b ả o khác, giá trị đọc này phải được thực hiện với mức nước luôn luôn tăng dần (hoặc giảm). Với các thiết bị được sử dụng trong v í dụ này, gi ả s ử độ lệch chuẩn của giá tr ị trung bình l à = 0,003 m. Độ không đảm bảo hệ thống trong phép đo mức nước xuất hiện do khe h ở hoặc độ dãn nở của thước. Khi đó có thể cần áp dụng việc hiệu chính nhưng phép thử kiểm tra đối với các kiểu thiết bị được sử dụng sẽ chỉ ra độ lớn c ủ a độ không đ ả m bảo hệ thống c ò n dư. Trong trường hợp n à y, khi thiết bị ghi mức nước được s ử dụng, c ó giá trị xấp xỉ bằng ± 0,002 5 m. Theo đó, m m = ± 1 % = ± 0,42 % 11.7. Việc kết hợp các độ không đảm bảo thành phần để thu được độ không đảm bảo tổng hợp của cột áp được thực hiện như sau: Giả sử , có thể bỏ qua, độ không đ ả m bảo tr ong phép đo mức nước là: = ± (0+1 2 ) = ± 1 % và = ± 0,65 % 11.8. Việc tổng hợp các độ không đảm bảo thành ph ầ n để thu được độ không đảm bảo t ổ ng hợp trong phép đo lưu lượng có th ể được thực hiện như sau: Độ không đảm bảo ngẫu nhiên t ổ ng hợp theo phần trăm trong phép đo lưu lượng l à = (± 1 2 + 0 + 1,569 2 x 1 2 ) = ± 1,86 % Độ không đảm bảo hệ thống tổng hợp theo phần trăm trong phép đo lưu lượng là = (± 3 2 + 1,05 2 x 1 2 + 1,569 2 x 0,65 2 ) = ± 3,34 % 11.9. Để thuận tiện cho việc thể hiện kết quả đơn giản, các độ không đảm bảo hệ thống và ngẫu nhiên có thể đ ư ợc kết hợp bằng luật căn bậc hai của t ổ ng b ì nh phương như sau: X Q = ± 3,82% Vì thế lưu lượng Q bằng 1,075 m 3 /s ± 3,82 % hoặc (1,034 ≤ Q ≤ 1,12) m 3 /s. Độ không đảm bảo ngẫu nhiên theo phần trăm là ± 1,86 %. MỤC LỤC 1. Phạm vi áp dụng 2. Tài liệu viện dẫn 3. Đ ịn h nghĩa và kí hiệu 4. Lựa chọn kiểu máng 5. Lắp đặt 5.1. Lựa chọn hiện trường 5.2. Điều kiện lắp đặt 6. Bảo trì - Các yêu cầu chung 7. Đo cột áp 8. Máng Parshall 8.1. M ô tả 8.2. Kích thước 8.2.1. Máng Parshall tiêu chuẩn 8.2.2. Máng Parshall c ỡ lớn 8.3. Phép đo cột áp và các giới hạn áp dụng 8.4. Các điều kiện d òng tự do và dòng tràn 8.5. Xác định lưu lượng 8.5.1. Xác định lưu lượng dưới các điều kiện dòng tự do 8.5.2. Xác định lưu lượng dưới các điều kiện d ò ng tràn 9. Máng SAN II RI 9.1. Mô tả 9.2. Kích thước 9.3. Đo cột áp và các giới hạn áp dụng 9.4. Các điều kiện dòng tự do và dòng tràn 9.5. Xác đ ị nh lưu lượng 10. Độ không đảm bảo đo trong phép đo dòng 10.1. Tổng quát 10.2. Các nguồn sai số 10.3. Các loại sai số 10.4. Các độ không đảm bảo đo trong các giá trị hệ số 10.5. Các độ không đ ả m bảo đo trong các phép đo được thực hiện b ở i người sử dụng 10.6. Tổng hợp các độ không đảm bảo đo 10.7. Diễn đạt kết quả 11. V í dụ [1] Hệ số này là 2 khi n lớn, khi n = 6 thì hệ số này là 2,6, khi n = 8 thì hệ s ố này là 2,4, khi n = 10 thì hệ số này là 2,3 , khi n = 15 thì hệ s ố là 2,1