[发明专利]一种不规则断面的自发电测流系统及方法

说明书

本发明公开了一种不规则断面的自发电测流系统及方法，方法采用时差法多声路超声测流计，利用多声路过轴线的交叉布置方式使每个声路均通过流道轴线上的一点，对简化后的流道进行数值模拟得到流道内的流速分布，根据所述流速分布确定超声波测流计的位置；在流道的第一断面和第二断面布置超声测流计，在待测流量下采用时差法进行测量；待超声波测流计的数值稳定后，记录各声路的流速，计算流断面的大小。本发明主要应用在轴贯流式水泵流量测量中，旨在解决现今测流装置对于流道直径大、管道长度短、流态复杂而不能得到准确测得流道流量的问题。

技术领域

本发明属于水力机械领域，更具体地，涉及一种不规则的自发电测流系统及方法。

背景技术

平原地区调水排灌机组在大范围的农田和区域抗旱、排涝、城镇供水、污水排放、远距离供水等方面起着关键的作用，为保障人民生命财产安全、国民经济社会建设顺利进行和生态良性发展做出了重大贡献。平原地区调水排灌机组普遍泵站流量大，单机设计流量25m3/s以上，扬程比较低，设计扬程在1.0～10.0m左右。因此，平原地区调水排灌机组主要采用轴流式和贯流式水泵机组，而贯流式水泵机组成为比较好的选择，在平原地区调水排灌中发挥着重要的作用。

水泵机组在稳态运行时，轴流式机组在设计工况运行比较稳定，但在小流量工况运行时容易进入水力不稳定工况。国内的测流方法有流速仪法、五孔探针法、食盐浓度法和压差法等。流速仪测量泵站明渠或进水流道进口流量，工作量大，对于测流断面要求苛刻，流速仪钢架面积大，对流场干扰明显，增加流道阻力，影响水泵装置性能，流速仪机械部件多，可靠性较低，测量精度低；差压法测流量对于低扬程大流量泵站，难以找到一个合适的率定位置进行测流，测量误差大；食盐浓度法对于流道条件没有要求，但是测量精度较低；五孔探针法是利用探针针孔压差与测点流速之间的关系确定被测点流速，这种方法测流时间较长，每更换一个测点都有一个稳定的时间，而且耗费大量的人力和物力，另外，当机组运行偏离较优工况时，测量的误差较大。上述方法测量误差约为±3％～±4％，而且重复性差。美国ADS子公司Accusonic产品，被称为“世界时差法超声测流计超声波测流计的领导者”，但对于复杂不规则断面，该产品不能解决通道数、积分常数等问题，因此不能解决低扬程泵站复杂不规则断面测流问题。

超声测流计超声波测流计

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于一种不规则的自发电测流系统及方法，旨在解决现今测流装置对于流道直径大、管道长度短、流态复杂而不能得到准确测得流道流量的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提供了一种不规则断面的自发电测流系统，包括电磁流量计、阀门、循环供水泵、循环管道、第一稳流槽、压力箱、流道、第二稳流槽、尾水箱以及超声波测流计，阀门、循环供水泵、循环管道依次设置在电磁流量计一侧，所述循环供水泵为自发电测流系统提供水流循环动力；第一稳流槽、压力箱、流道、第二稳流槽、尾水箱依次设置在电磁流量计的另一侧，并与循环管道连接，第一稳流槽和第二稳流槽使水流在压力箱与尾水箱之间的水流流动趋于稳定，作为测量段；

超声波测流计通过多声路过轴线的交叉布置方式使每个声路均通过流道轴线上的一点，采用时差法进行测量。

优选地，流道为圆台流道。

优选地，超声波测流计共有16个1A～8A、1B～8B，均匀分布在流道的第一断面和第二断面，形成四对声路1A1B-8A8B、2A2B-7A7B、3A3B-6A6B、4A4B-5A5B。

优选地，每个声路通过流道轴线的同一点，各个轴截面都是全等的梯形，每个声路与轴线间的夹角为49°，各个轴截面与竖直方向分别成36°和72°。

优选地，超声波测流计1A～4A、5A～8A沿竖直方向对称分布在第一断面，分别间隔36°，超声波测流计1B～4B、5B～8B沿竖直方向对称分布在第二断面，分别间隔36°，每个声路的两个超声波测流计处在同一直线上。