ВОДОМЕРНАЯ ПРИСТАВКА ПОСТОЯННОГО СЕЧЕНИЯ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области техники (технических устройств) для измерения расхода воды, проходящего через гидротехническое сооружение, и необходимого при коммерческом учете количества воды на мелиоративных оросительных системах открытого типа.
Прототипом является водомер переменного сечения для гидротехнического сооружения (авторское свидетельство №1747910, авторы Краснов В.Е., Кожемяченко И.В.), состоящий из подвижной вертикальной забральной стенки с верхней полкой, расположенной со стороны верхнего бьефа и имеющей отверстие для установки измерительного устройства. При этом водомер переменного сечения для гидротехнического сооружения снабжен закрепленным к основанию забральной стенки вертикальным козырьком с наклонной плоскостью, установленной под углом 13-15° к горизонтали и имеющей длину 0,5а, где а - высота установки козырька.
Недостатками прототипа являются недостаточная точность измерения расхода воды и низкая пропускная способность сооружения.
Технической задачей является повышение точности измерения расхода воды и увеличение пропускной способности водомерной приставки (водомера).
Указанная задача достигается тем, что водомерная приставка постоянного сечения для гидротехнического сооружения, состоящая из вертикальной забральной стенки с верхней полкой, расположенной со стороны верхнего бьефа и имеющей отверстие для установки измерительного устройства, в которой согласно техническому решению, вертикальная стенка выполнена неподвижной, при этом отношение ширины к высоте отверстия живого сечения составляет 2:1, а верхняя полка установлена на верхней части живого отверстия в забральной стенке и выполнена в виде тонкого ребра.
Отличие данной водомерной приставки постоянного сечения для гидротехнического сооружения заключается в том, что вертикальную забральную стенку устанавливают в верхнем бьефе любого гидротехнического сооружения неподвижно, при этом отверстие живого сечения, выполненное в основании вертикальной забральной стенки, имеет постоянные параметры (ширину и высоту с соотношением 2:1), а верхняя полка установлена на верхней части живого отверстия в забральной стенке и выполнена в виде тонкого ребра. Отношение ширины и высоты живого сечения 2:1 предложенной водомерной приставки является оптимальным для определения коэффициента расхода равным 0,94, полученным нами при экспериментальных исследованиях на гидравлическом стенде.
На фигуре 1 изображена принципиальная схема водомерной приставки постоянного сечения для гидротехнического сооружения (продольный разрез). На фигуре 2 изображена принципиальная схема водомерной приставки (вид спереди).
Водомерная приставка постоянного сечения для гидротехнического сооружения (фиг.1) состоит из вертикальной забральной стенки 1, в которой выполнено отверстие живого сечения 8 (фиг.2), имеющее постоянные параметры с соотношением ширины b к высоте а 2:1, верхней полки 2, установленной на верхней части живого отверстия 9 в забральной стенке. Верхняя полка выполнена в виде тонкого ребра шириной 0,25 высоты живого сечения. В верхней полке выполнено отверстие 3 для установки измерительного устройства 4.
Водомерная приставка постоянного сечения работает следующим образом. Водомерную приставку устанавливают перед затвором 6 в верхнем бьефе Нв (фиг.1) гидротехнического сооружения 7 в стенках оголовка, создавая напор (подпор) воды. Затвор имеет подъемный механизм 5. В отверстие верхней полки устанавливают измерительное устройство 4 (типа ППС). Весь расход воды проходит через живое сечение водомерной приставки. Забральная
стенка с верхней полкой создает перепад давлений в верхнем бьефе Нв и за забральной стенкой Нш, который воспринимается измерительным устройством. Размеры живого сечения в соотношении 2:1 позволяют измерять расход воды, проходящей через сечение с коэффициентом расхода, равным 0,94. В формуле расхода
Где k - коэффициент расхода водомерной приставки,
W - площадь живого сечения,
2gΔр - скорость, зависящая от перепада Нв-Нш.
Водомерная приставка постоянного сечения для гидротехнического сооружения позволяет увеличить пропускную способность гидротехнического сооружения (по сравнению с прототипом) на 4,4% (увеличение коэффициента расхода с 0,90 до 0,94), повышении точности измерения расхода на 2%, снижении материалоемкости (металлоемкости) на 7,9-10,3%, положительном годовом экономическом эффекте от внедрения водомерной приставки постоянного сечения для гидротехнического сооружения водомерной у отверстия в размере 54 рубля с гектара орошаемой площади.