Лоток Montana - Montana flume - Wikipedia

3-дюймовые лотки Montana из нержавеющей стали

А Лоток Montana, это популярная модификация стандартного Лоток Паршалла. Лоток Montana удаляет горловину и разгрузочные секции лотка Паршалла, в результате чего лоток легче, короче и дешевле в производстве. Лотки Montana используются для измерения поверхностных вод, ирригационных потоков, промышленных сбросов и потоков на очистных сооружениях.

В качестве короткоствольного лотка лоток Montana имеет единственную заданную точку измерения в сужающейся части, в которой измеряется уровень.[1] Лоток Монтаны описан в Руководстве по измерению воды Бюро мелиорации США.[2] и два технических стандарта MT199127AG[3] и MT199128AG[4] к Государственный университет Монтаны.

Как модификация лотка Паршалла, конструкция лотка Montana стандартизирована в соответствии с ASTM D1941, ISO 9826: 1992 и JIS B7553-1993. Лотки не запатентованы, а разгрузочные столы не защищены авторскими правами.

Всего было разработано 22 стандартных размера лотков Montana, охватывающих диапазон расхода от 0,005 куб. Футов [0,1416 л / с] до 3 280 куб. Футов [92 890 л / с].[5]

Из-за отсутствия удлиненного горловины и выпускных секций лотка Паршалла лотки Montana не предназначены для использования в условиях затопления. Там, где возможно погружение, следует использовать лоток Паршалла полной длины.[6] Если произойдет погружение, были проведены исследования по корректировке потока.[7]

В лабораторных условиях можно ожидать, что лоток Паршалла, на котором основана модель Montana, будет демонстрировать точность с точностью до +/- 2%, хотя полевые условия делают точность выше 5% сомнительной.

Характеристики свободного потока

Лоток Montana - это ограничение со свободно проливающимся потоком, которое ускоряет поток из докритического состояния (Пт ~ 0.5) до сверхкритического (Пт >1).

Безнапорный сброс можно резюмировать как

Где

  • Q скорость потока
  • C коэффициент свободного потока для водослива
  • ЧАСа голова в первичной точке измерения
  • п зависит от размера лотка (см. таблицу 1 ниже)

Таблица разгрузки лотка Montana для условий свободного потока:[8]

Ширина горлаКоэффициент (C)Показатель (n)
1 дюйм.3381.55
2 в.6761.55
3 в.9921.55
6 дюймов2.061.58
9 дюйм3.071.53
1 фут3.951.55
1,5 футов6.001.54
2 футов8.001.55
3 футов12.001.57
4 футов16.001.58
5 футов20.001.59
6 футов24.001.59
7 футов28.001.60
8 футов32.001.61
10 футов39.381.60
12 футов46.751.60
15 футов57.811.60
20 футов76.251.60
25 футов94.691.60
30 футов113.131.60
40 футов150.001.60
50 футов186.881.60

Свободный поток против затопленного потока

Free-Flow - когда нет «обратной воды», чтобы ограничить поток через лоток. Для расчета расхода необходимо измерить только одну глубину (основная точка измерения -Ha). Свободный поток также вызывает гидравлический скачок после желоба.

Затопленный поток - когда поверхность воды за лотком достаточно высока, чтобы ограничить поток через лоток, лоток считается погруженным. Из-за отсутствия удлиненного горловины и разгрузочных секций лотка Паршалла лоток Montana мало устойчив к эффектам погружения, и поэтому его следует избегать. Если затопленный поток присутствует или может появиться, существует несколько методов исправления ситуации: желоб может быть поднят над дном канала, нижний по потоку канал может быть изменен, или другое лоток может использоваться тип (обычно Лоток Паршалла ). Хотя обычно считается, что он возникает при более высоких скоростях потока, затопленный поток может существовать на любом уровне потока, поскольку это функция условий ниже по потоку. При использовании естественных водотоков затопленный поток часто является результатом роста растений на берегах канала ниже по течению, отложения или оседания водотока.

Строительство

Лотки Montana могут быть изготовлены из различных материалов:[9]

  • Стекловолокно (для сточных вод из-за его коррозионной стойкости)
  • Нержавеющая сталь (приложения, связанные с высокими температурами / коррозионными потоками)
  • Оцинкованная сталь (водные права / полив)
  • Конкретный
  • Алюминий (портативное применение)
  • Дерево (временное измерение расхода)
  • Пластик (ПВХ или поликарбонат / лексан)

Лотки меньшего размера Montana, как правило, изготавливаются из стекловолокна и оцинкованной стали (в зависимости от области применения), в то время как лотки большего размера Montana могут быть изготовлены из стекловолокна (размеры до 160 дюймов) или бетона (160-600 дюймов).

На практике обычно встречаются лотки Montana размером более 48 дюймов, поскольку потребность в свободном разливе обычно не может быть удовлетворена, размыв ниже по течению будет чрезмерным или другие типы лотков лучше справятся с потоком.

Недостатки

  • Лотки Montana требуют сброса из лотка без пролива (в условиях свободного потока). Чтобы приспособиться к перепаду в существующем канале, желоб должен быть поднят над дном канала (поднимая уровень воды выше по течению) или канал ниже по течению должен быть изменен.
  • Как и с плотины, лотки также может повлиять на местную фауну. Некоторые виды или определенные этапы жизни одного и того же вида могут быть заблокированы водотоками из-за относительно низкой скорости плавания или поведенческих характеристик. Поднятие лотка Монтаны усугубляет эту проблему.
  • В земляных каналах может возникнуть обводка вверх по течению и размыв ниже по течению, если канал не армирован, а внизу по течению может возникнуть размыв.
  • Лотки Montana размером менее 3 дюймов не следует использовать на неэкранированных бытовых стоках из-за вероятности засорения.[10]
  • Лоток Montana - это эмпирическое устройство. Интерполяция между размерами не является точным методом разработки лотков Montana среднего размера, поскольку лотки не являются масштабными моделями друг друга.[11][12][13] Размеры 30 дюймов [76,2 см] и 42 дюйма [106,7 см] представляют собой примеры промежуточных размеров лотков Montana, которые проникли на рынок без поддержки опубликованных исследований их размеров и скорости потока.[14]

Рекомендации

  1. ^ «Руководство по измерению воды USBR - Глава 8 - ДВОРЫ, Раздел 10. Лотки Паршалла». Usbr.gov. Получено 2013-04-15.
  2. ^ «Руководство по измерению воды». Архивировано из оригинал на 2014-10-01. Получено 2016-09-03.
  3. ^ "MT199127AG". Архивировано из оригинал на 2014-06-01.
  4. ^ "MT199128AG". Архивировано из оригинал на 2014-06-01.
  5. ^ "Montana Flume Dimensions".
  6. ^ "Погружение в лоток Монтаны".
  7. ^ Willeitner, Ryan P .; Barfuss, Стивен Л .; Джонсон, Майкл С. (2012). «Коррекция потока в лотке Montana при затопленном потоке». Журнал техники ирригации и дренажа. 138 (7): 685. Дои:10.1061 / (ASCE) IR.1943-4774.0000434.
  8. ^ «Руководство по измерению мелиоративных вод Бюро мелиорации США».
  9. ^ «Полевые измерения эрозии почвы и стока - Глава 4 Водоток». Fao.org. Получено 2013-04-15.
  10. ^ «Не застревай: санитарные потоки в лотках».
  11. ^ «Руководство по измерению воды, глава 8, раздел 10».
  12. ^ "Паршалл Флюмс".
  13. ^ «Рекомендуемая практика использования лотков Паршалла и лотков Палмера-Боулуса на станциях очистки сточных вод». EPA600 / 2-84-186. Ноябрь 1984: 5. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  14. ^ «Нестандартные размеры лотков Паршалла».

внешняя ссылка