明渠流量计

一:简介

巴歇尔槽(Parshall flume)又称巴氏槽:是明渠流量测量的辅助设备。原型是文丘里水槽，后者的实验是VM.Cone于1915年在美国的科罗拉多洲开始进行的。1922年F.L.Parshall对此进行了根本性的变革，制作了现在通用的巴氏槽。以后又多次重复了水力学实验，制成了尺寸为1英寸到50英寸的各种量水槽。

巴歇尔槽名字是1929年美国土木学会命名的。此后，英国、瑞士、意大利、印度、阿根廷等许多国家也提出了各种类型的文丘利水槽的设计方案并进行了实验，但巴氏槽仍是文丘利水槽中最普及的水槽。

 二:计算原理

明渠内的流量越大，液位越高;流量越小，液位越低。对于一般的渠道，液位与流量没有确定的对应关系。因为同样的水深，流量的大小，还与渠道的横截面积、坡度、粗糙度有关。在渠道内安装量水堰槽，由于堰的缺口或槽的缩口比渠道的横截面积小，因此，渠道上游水位与流量的对应关系主要取决于堰槽的几何尺寸。同样的量水堰槽放在不同的渠道上，相同的液位对应相同的流量。量水堰槽把流量转成了液位。通过测量量水堰槽内水流的液位，再根据相应量水堰槽的水位---流量关系，反求出流量。

三:构造

巴歇尔量水槽由上游收缩段、短直喉道和下游扩散段三部分组成。收缩段的槽底向下游倾斜,扩散段槽底的倾斜方向与喉道槽底相反,其结构如图下图所示。

其它常数项需要实验确定,一般情况如下,F=60cm, G=90cm; K=8cm, N--23cm,x=5cm, y=8cm; E根据渠道深度而定,高出上游水位0.1-0.2cm,一般可采用1.00米。量水槽上下游护底长都为槽底高H的函数:

上游护底L,二4H;

下游护底L,=(6^-8) H;

同时，由于量水槽内流速较大，喉道中水面的波动也很大，直接在槽中测定水位有困难。因此，在槽壁设置后观测井，安量测水尺。井底比槽槛要低20-25cm，测井与量水槽可用平置的金属管或混凝土管连接，管子的中心线应高出槽底3cm，上游水尺位于喉道上游距喉道首端((2/3)处，下游水尺位于喉道末端以上5cm的槽壁处。上下游水尺零点与槽底高要齐平,观测井要无漏水现象,井中经常理泥沙,井上加盖,避免杂物入内

四:应用

1、巴氏槽形状复杂，比堰的价格高，而且为了提高精度要求量水槽的各部分尺寸准确。但也有这样一些其它测量装置无法比的优点:水位损失小(约为堰的四分之一)、水中即使有固态物质也几乎不沉淀、接近流速的影响小、对下流侧的水位影响比较小等,所以被用来测量农业用水、工业用水等其它液体的流量。

2、与明渠流量计配合使用，把明渠内流量的大小转成液位的高低。测量明渠内水的流量。如城市供水引水渠、火电厂冷却水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工矿企业废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。

五:注意事项

·巴氏槽的中心线要与渠道的中心线重合,使水流进入巴氏槽不出现偏流。

·巴氏槽通水后，水的流态要自由流。巴氏槽的淹没度要小于规定的临界淹没度。

·巴氏槽的上游应有大于5倍渠道宽的平直段，使水流能平稳进入槽内。即没有左右偏流，也没有渠道坡降形成的冲力。(参见下图)

巴氏槽安装在渠道上要牢固。与渠道侧壁、渠底连结要紧密，不能漏水。使水流全部流经巴氏槽的计量部位。巴氏槽的计量部位是槽内喉道段。

巴氏槽的尺寸与渠道安装有关，请用户根据现场情况而定。有些可以直接安装在流通过程中，有些可以安装在排水口的末端。但是按照***，通常是放置在流通过程中部。上面安装明渠流量计。根据标准，巴氏槽的形状是固定好的，必须包含收缩段、喉道段、扩展段三个部分。每个型号的巴氏槽都有固定的标准尺寸。根据不同的流量情况，选择大小不同的巴氏槽。比如一个排水设施每小时排放70立方的水，最小可能不排放。白天排放，晚上不排放等等。可以从下表中查出适合的型号。如果选择2号槽，显然排量的时候会溢出槽体。就应该选择3号槽。尽管低水量可能是0，但是现在的明渠流量计都很精密，完全可以符合要求。从下表中查出3号槽的巴氏槽尺寸。查阅下表的完整巴氏槽尺寸，设计施工的水池高度和长度。必须留出足够的空间来安装巴氏槽。

按照水流方向，将收缩段一方安装在上游。并预留明渠流量计的安装空间。

下图为安装水位的示意图。可以根据不同的水位进行调整。***水流通畅。

最后安装好之后即可用水泥填满空隙，***施工质量即可。