JJG 711-1990 明渠堰槽流量计试行检定规程.pdf
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1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 711-1990 明渠垣槽流量计(试行)Weirs and Flumes for low lleasurement 1990一09-21发布1991-05 -01实施国家技术监督局发布J.JG 711 1990 明渠垣槽流量计试行检定规程Verification Regulation of Weirs and Flumes for Flow Measurement t JJG711- 1990; 本检定规程经国家技术监督局于1990年09月21日批准,并自1991年05月01日起施行。归口单位:北京市标准计量局起草单位:北京市计量测试所北京市水
2、利科学研究所北京市新技术应用研究所本规程技术条文由起草单位负责解释本规程主要起草人:李振国李善征张昌征参加起草人:王淑娴李晓红刘晓燕.1JG 711-1990 (北京市计量测试所)(北京市水利科学研究所)(北京市新技术应用研究所)(北京市水利科学研究所)(北京市水利科学研究所)(北京市计量测试所).JJG 711 - 1990 目录概述( I ) 技术要求-( I ) (一)薄壁堪(I ) (二)宽顶堪.() (三)三角形剖面堪(I 1 ) (囚)平坦V形堪(1川(五)巴歇尔(Parshall)槽们(六)无喉道槽. . . ( 17) (七)水位流量换算及显示(19) 三检定条件、检定项目和检
3、远方法.(1川(一)用明渠流盐标准装置及标准流量计装置的检. .,. . (.20 ) (二)现场检定.(22) (三)检定结果分析(27)四检定结果处理和l检定周期. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2X) 附录1现场比对实验门引附录2有关参数及符号(30)附录3检定证书背面格式(52)J.JG 711 - 1990 明渠堪槽流量计试行检定规程本规程适用于明渠中标准量水堪槽(薄壁堪、宽顶垠、三角形剖面堪、平坦V形堪、巴歇尔槽和无
4、喉道槽)及与堪槽配接水位传感器或水位流址显示仪表构成的明渠流量计的检定。一概述1 适用范围1. 1 明渠堪槽流量计由量水堪槽和水位流量转换仪表(二次仪表)所组成。量水堪槽装置包括:上下游行近段、垠体和水位观测设施。二次仪表除完成水位流量转换外,并显示瞬时流量或累积水量。1.2 采用符号见附录2中表1,表1中未列出的符号儿图及有关条文。1. 3 对流态的限制,一般要求过堪槽水流为自由流状态,即盐水垣槽下游水位低于某一限制水位,此时堪槽上游水位与流量呈单值关系。当某种量水堪槽可进行淹没流测流,并且也有在淹没流状态下进行测流要求时,规程中将有专门说明。1.4 本规程包括的常用量水堪槽及测茧流量范围:
5、1.4.1 薄壁堪,分成三种主要类型:三角形缺口堪、矩形缺口堪和等宽堪。三角形缺口薄壁堪测量流量范围:0.2 x 10 - 3 - 1 .8 m3儿;矩形缺r.r薄壁堪测茧流量范围:1 .4x lO -3- 49 m3/s;等宽薄壁垠测量流量范围:0.8XlO-3-77m3/s。1.4.2 宽顶堪,分为两种主要类型:矩形宽顶堪和国缘宽顶堪。矩形宽顶堪测量流茧范围为8X 10 -3-65 m3/s;圆缘宽顶1m测量流量范围为8X10-3- 820 m3/s。1.4.3 三角形剖面堪,测量流茧范阳为3X10 -3- 1300 m3/so 1.4.4 平坦V形堪,测量流量范围为14X 10 - 3
6、- 630 m3/s。1.4.5 巴歇尔(Parshall)槽,测量流量范围为0.1X 10 -3-93 m3/so 1.4.6 无喉道(Cut-throat)槽,测量流量范围为0.7X10 -3-3.0 m3/so 2 工作原理在明渠中设置标准量水堪槽,并按规定位置测量水位,则流过堪槽的流量与水位呈单值关系。现可根据相应流量公式或经验关系式,将测出的水位值换算出流量值。二技术要求(一)薄壁堪3 薄壁堪是指在明渠中垂直水流方向安装的具有一定j状缺口,并加工成堪口的薄壁堪体,过流时其水舌表面得到充分发展的茧水建筑物。三种类型的流量公式如下:3.1 三角形缺口薄壁堪(图1)流量公式.JJG 711
7、 1990 j恨水管连通告B-古jll怪|人Q j立U主段(3- 4)hm 行近朱梢A-A削由国广B迂通货fj予;1/B 0.1 h -h0.03m b 0.6时,C值乘以下表列数字,中间值用直线内插法求。11/ 修正系数0.6 1.011 0.7 1.023 0.8 1.038 0.9 1.054 ( 4 ) b一一堪宽;hlp 1. 0 1. 25 1. 50 h一一堪上水头。吧4. 1.1 公式(4)适用条件h二二0.06m b0. 3 m p二三0.15m 0.15/L4 JJG 711-1990 修正系数1.064 1.092 1.123 !水头观附国I 二:图6矩形宽顶堪O.lhI
8、L1.6 (hIL0.85时,hl0.85) 0.15hlp运1.5 (h I P 0.85时,h/L0.85) 4.2 结构技术要求4.2.1 堪体t游垂直面与堪顶平面成90。角。4.2 .2 堪顶面为一光滑的水平面,表面粗糙度应小于V。4.3 圆缘宽顶堪(图7)流量公式9 只fLR主O.2hm,、(L+R)注2.25hma、JJG 711- 1990 水头测断面丹/:Jhh. /水平地顶图7困缘宽顶堪Q = (盯飞CjJ岳川下游垠囱叶选用几种儿何形状(5) 式中:C;v-一考虑行近流速对堪上游实测水头影响的无量纲系数,Cv= f (Cdbh IA) 可由附录2图6查出;Cd一流量系数,可用
9、下式求:f, 2xL 仁xL312 CA = 11 -,L-111一一IU b /- h / 式中:L一-顺水流方向堪顶水平段长度;z一-堪顶边界层影响系数,查附录2图70二r= 8嘻IL式中:沪一边界层厚度。4.3.1 公式(5)适用条件10 h二三0.06m , 或h二主0.03L , 选大值b 0 . 3 m, b h max b L 15 二三0.15m h I L 2.0。11 吧:5. 1.2 淹没流态时流量计算公式JJG 711-1990 , , 水头观测断面月/叫工图8三角形剖面堪Q s = (扩J岳bh3/ 2 2 12 bh 5. 1.3 淹没流合并系数C,f,可由h.lh
10、和-Jfc一值,查附录2图9得出。户33-d A 5. 1. 4 hp为淹没流状态下,实测的堪顶测压孔水头。5.2 结构技术要求( 6) 5.2.1 由上游1:2坡面和下游1:5坡面相交形成的堪顶,其堪顶交角应保持不变,不得磨圆。5.2.2 堪顶结构按过流状态,可分为自由过流单水位观测堪体和淹没过流双水位观测堪体。单水位观测堪体,堪顶元观测水头的测压孔。双水位观测堪体,堪体设观测水头的测压孔,具体规定见5.4.2和5.4.3。5.2.3 堪体上下游坡面可以截短但应满足下列尺寸,上游1:2坡面段的水平距离不得小于1.0hmax下游1:5坡面段的水平距离不得小于2.0hmax。5.3 安装条件12
11、 .TJC 711一19905.3.1 t医体应安装在JI顶直的、槽壁光附和渠底水平的矩形行近渠槽内。5.3.2 行近渠槽)1顶直段长度应大于渠槽宽度的5倍。5.4 水位观测5 .4 .1 判别过堪流态,当下游水深超过堪顶上游总水头75%时呈淹没流状态。流量计算需要双水位观切IJ值。5.4.2 上游水位观测断面位于堪体上游2hm叫处。5.4.3 淹没流时采用双水位观测。除按5.4.2水位观测外,在堪顶线下游20mm处设孔径为10mm、孔问中心距离为75mm的测压孔进行垠顶下游面不贴流区(Separation Pocket)的压力观测。一般设5至10个现IJ压孔,汇于一根连通管通向第二静水井。5
12、.4.4 堪顶测压孔最好位于堪顶中心线附近。对于堪宽大于2m的堪体,测压孔可以偏离中心线,但垠顶测压手L中心线距最近边i啬距离不得小于1.0m o 5.4.5 点位观测方式、连通管和1静水井要求与3.8.2,3 .8.3 , 3.8.4 , 3.8.5 , 3.8.6 和3.8.7相同。5.5 在垠体附近设水准点。以便校测渠底高程、堪顶高程及仪器安装零点高程。(四)平坦V形堪6 标准平坦V形堪纵剖面呈三角形,上游坡面坡度为1: 2 (垂直:水平).下游坡面坡度为1:5,上游两个坡丽与下游两个坡面均向中心线倾斜,在堪顶处交线呈平土日lV形,垠顶线横向坡度不陡于1:10,小流量时水流从V形堪口流过
13、,可提高测流精度。堪顶交线在平面上为一条宦线,并与渠槽中心线正交。堪体安装在矩形渠槽内(图9)。6.1 平坦V形堪(图9)流量公式Q = 0.8 CdcClI.g.川Zhh?( 7) 式中:Cde一一流盐系数,查附录2中表2;Cv -流速系数,可根据h/l和hl./h值查附录2表3,同时得出C,7值;m一-v形堪顶线横向坡度系数;Z一形状系数,当h, h , Z = 1 . 0 ,当h,h,午1一(1-t)气hle一一有效水头。hl e = h, -K 式中:h一一实测水头;K一一-水头改E系数,任附录2中表2;h一一堪顶最高和最低商和之差(V形堪口高度)。h = !z 士一m 式中:b一一-
14、堪顶宽度。13 、主、坛、吨fi6. 1. 1 公式(7)适用条件J.TG 711- 1990 1.)(头洲晰阳因9平坦V形堪h二三0.03m (堪顶为光滑表面); h二三0.06m (堪顶为混凝土表面); h/12.5 (Pl-一堪顶最低点至上游渠底的高度)。6 . 1.2 淹没流态时流量计算公式Q = 0 .8 CcleCJ fii川Z,川?() 6 .1. 3 淹没流折减系数j与C乘积,根据hl/h和h川,/h1e值查附录2中表4-8得出。h pe = h p - K , h C为不贴流区有效水头;hp为不贴流区实测水头;凡,见6.1。6.2 结构技术要求6.2 .1 堪体与矩形行近渠槽
15、可用混凝土材料建造。堪体坡面应为光滑的水泥抹面,或为光滑的耐磨蚀材料贴面,表面平整度要求达到粗糙度相当V。堪顶的棱角要求不变形。在离开堪顶线1/2hmflx以外的坡面可以放宽要求。6 . 2 .2 堪顶结构按过流状态可分为自由流和淹没流两种堪体。淹没流堪体测压孔规定见5.4.3和5.4.406.2. 3 堪体上下游坡面可以截短,要求同5.2.3。14 JJC 711-1990 6.3 安装条件6.3.1 垠顶线与行近渠槽中轴线成90。角。V形堪口的顶点在行近渠槽中轴线上,行近渠槽长度同5.3.2。6.3.2堪体施工的允许偏羔:堪顶宽度相对偏差0.2%;上下游坡面相对偏差为0.5% ;垠顶横向坡
16、度相对偏差为0.1%;堪jY线上敢大偏差点距平均堪顶线的相对偏差为堪宽的0.05%。6.4 水位观测6.4.1 判断水流过堪流态,非淹没流界限为HJh(70 :t 5)% (Hc-一堪上游总有效水头)。6.4 .2 上游水位观测断面位置在堪顶线上游10h处。如果此距离小于3h max则应按3 hmax要求布置。6.4.3 淹没流态时采用双水位观测,具休要求见5.4.3和5.4.4。6.4.4 水位观测方式、连通管和静水井要求与3.8.2,3.8.3 , 3.8.4 , 3.8.5, 3.8.6 和3.8.7相同。6.5 在堪体附近设水准点,以便校测渠底高辑、堪顶高科、水尺及仪器安装苓点高程。(
17、五)巴歇尔(Parshall)槽7 巴歇尔糟为矩形横断而知喉道槽,由喉道t游均匀收缩段、喉道段和喉道下游均匀扩散段组成(图10)。根据喉道宽度尺寸分工主种类型:小型(b= 0.076 , 0.152 , 0.228 m)槽、标准型(h二0.25-2.40m)梢和大型(h=3.05-15.24m)槽。7.1 巴歇尔槽结构尺寸和水位流量关系。7.1.1 小型巴歇尔槽结构尺寸见附录2中表9-2,水位流量关系见附录2巾表9-10 7. 1.2 标准型U歇尔槽结构尺寸见附录2巾表9-2,水位流量关系如下:Q=0.372b(3.28jla)l-569b。26(8) 式中:b一一喉道宽度,m; ha一一一实
18、测水头,m o 7. 1.3 大型巳歇尔槽结构尺寸见附录2中表9-2,水位流量关系见附录2中表9- 1 0 7. 1. 4 小理巴歇尔梢淹没流流ILt(QJ可根据淹没比(h,1h,)及上游水头(h ) 查附录2图10、图11和图12求得。7. 1.5 标准型巴歇尔槽淹没流流量(Qs)拔下式计算。式中:Qs一一淹没流流量;Q一一自由流流量;QE一一淹没流折诚流量。标准型槽淹没流折减流量公式:Qs = Q - QE (9) 15 .TJG 711 - 1990 E = 0叫hal457一31o叫bO.815l(1.81) 1. 8 _ 2.46) 0.305 J 、E,/A 咱EA,、-A-A肖1
19、1,如同1. ff(前水)1:r 八一十4 丁L2 L , 、|面图10巴歇尔槽7. 1. 6 大型巴歇尔槽淹没流流量计算Qs=Q -QE分两种情况:a.对于b=3.05 m巴歇尔槽,可根据淹没比(仇Iha)和仁游水头(ha)值,查附录2图13求得淹没流折减流量(QE3即QE)。b.对于b3.05 m的巴歇尔梢,淹没流折减流量按下式计算。QE = QE3Cs (11) 式中:QE-一淹没流折减流量;QE3一-b=3.05m巴歇尔梢淹没流折减流量,查附录2图13求得;cs-根据喉道宽度查附录2中表9一1。7.2 结构技术要求7.2. 1 进口收缩段要求底面严格水平,两侧边墙与底面垂直与纵轴线成1
20、:5的比值对称收缩。喉道段两侧边墙互相平行,宽度(b)尺寸准确。J.JG 711-1990 为了预防超出设计标准的洪水温溢,进口收缩段边墙高度应增加0.350.50m超高。7.2.2 上下游翼墙长度取决于河渠的宽度,要求翼墙插入河渠两岸的长度不得少于0.4 - 0.5 m。7.2.3 大型巴歇尔槽可用混凝土材料建造,糙率要求n土1%,可对仪表进行调整,其后再复检。18.3 示值检定18.3.1 用明渠流量标准装置检定a.将被检堪槽安装在明渠试验段规定的位置上,用水准仪操平,测量渠底、堪顶和水位测针零点高程。JJG 711-1990 b.开启水泵,打开流结调节阀,换向器处于导水状态,t过堪水流在
21、整个装置内循环10-15min。C.根据被检堪槽的测量范围,确定证个流量检定点,即在20%-100%最大流量范围(包括20%及100%)均匀选取。检定顺序可以由小到大或由大到小逐点进行。d.调节流茧,待堪槽前水位平稳后,秒表(或计时器)清零,记录标准量水池水量V始。e.换向器由导水状态换至测量状态,将过堪水流引人标准茧水池中,计时器开始计时,经过预定时间(大于100s) t后,换向器换向到导水状态,计时器停止计时,观测标准盐水池水量V终。从而得到这一流盐检定点的标准流挝值Q标(=(V终V始)/ t J。同时观测被检流量计的示值流量值Q,Of.不改变装置的流盐值,仍按以上步骤重复试验,直至相邻2
22、次的标准流盐值的l干Q标+Q标l相对偏差。Q(= Q叭-Q标z/Q标)土0.5%时(Q标=- ., 2 - . 2 )即取Q如:为该点的1- Q,1-. + Q示l标准流址值。这2次的示值流量值取平均值IQ7.(t;/i杂AllJ.界设佟下|恨_l_j_l I I II II L 1 1 11111 s ( l 10、10只10 飞,L古诗:数Re二r I冬17 相对边界层位移厚度0.30 0.35 。.400.45 0.50 0.25 1.25 a u 1. 20 1. 15 nu l 1.0 A 、,AV( AV 。.05JZchh/4 0.15 0.20 0.25 图8行近流速系数Cv3
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