Способ и техническое обеспечение измерения расхода воды в открытых оросительных каналах с использованием ультразвука

• Автор: Варичев, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

В ВИДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СИСТЕМ И СРЕДСТВ ВОДОУЧЕТА, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМАХ

1.1 Мелиоративные системы как объект применения средств водоучета и водоизмерения

1.2 Народно-хозяйственные проблемы орошения и рационального использования водных ресурсов на базе совершенствования методов водоучета

1.2.1 Современное состояние водных ресурсов и их динамика

1.2.2 Прогнозная оценка потребности в водных ресурсах, предотвращении и ликвидации последствий вредного воздействия вод

1.2.3 Эффективность орошения

1.2.4 Техническое и технологическое обеспечение орошаемого земледелия, рациональное использование водных ресурсов, пути их совершенствования
1.3 Проблемы автоматизации отрасли
1.3.1 Анализ современного состояния водоучета и водоизмерения на мелиоративных системах
1.4 Анализ существующих методов и средств измерения расхода и скорости воды в открытых каналах оросительных систем
1.4.1 Методы прямого и косвенного измерения расходов и объемов воды для открытых русел
1.4.2 Методы измерения скорости воды в открытых каналах мелиоративных систем
1.5 Технические требования, предъявляемые к средствам измерения расхода воды с учетом новых условий водопользования
1.5.1 Конструктивные типы гидрометрических сооружений и особенности их эксплуатации
2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РАЗРАБОТКИ СПОСОБА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ УЛЬТРАЗВУКА
2.1 Теоретическое обоснование метода измерения расхода воды с помощью ультразвука
2.1.1 Ультразвук. Особенности применения
2.1.2 Ультразвуковые способы измерения скорости потока
2.2 Сравнительный анализ существующей и предлагаемой методики обработки результатов измерений по методу «скорость-площадь»
2.2.1 Модель расхода
2.2.2 Существующая методика обработки результатов измерений. Аналитический метод
2.2.3 Предлагаемая методика
2.2.4 О точности измерения расходов воды гидрометрической вертушкой
2.2.5 О точности предлагаемой методики обработки результатов
3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИБОРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДОВ ВОДЫ В ОТКРЫТЫХ КАНАЛАХ С ПОМОЩЬЮ УЛЬТРАЗВУКА
3.1 Предлагаемая конструкция расходомера
3.2 Элементы конструкции расходомера
3.3 Расчет частоты излучателя для измерения заданного диапазона скоростей при допустимой погрешности
3.4 Техническая реализация предложенной методики
3.4.1 Определение параметров сплайна одной переменной
3.4.2 Определение параметров сплайна двух переменных
3.5 Программное обеспечение вычисления расхода воды в открытых
каналах с использованием сплайн-интерполяции
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПРИБОРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ НА РЕАЛЬНО СУЩЕСТВУЮЩИХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
4.1 Методика проведения полевых исследований
4.2 Технологический регламент измерения расхода воды в открытых
каналах оросительных систем с помощью разработанного расходомера
4.3 Исследование предлагаемой методики
4.4 Результаты испытаний
5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
5.1 Расчет экономического эффекта от сокращения затрат на
проведение градуировки
5.2 Расчет экономического эффекта от экономии оросительной воды
и электроэнергии
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

в виде погруженного в поток тела (стержень, лопатка и т.д.), на которое воздействует скоростной напор жидкости. Особенности устройства таких датчиков позволяют применять их в качестве стационарных измерителей скоростей.
Акустические (ультразвуковые) измерители скорости, в силу особенностей метода измерения, используются в составе ультразвуковых измерителей расхода, так как определяют величину средней скорости по сечению потока. Имеется ряд экспериментальных конструкций ультразвуковых измерителей скорости в точке потока, но массового применения они не получили.
Выходная информация о скорости потока представляет собой осреднен-ные по времени итерации данные, выведенные на цифровое табло (дисплей) прибора. Вследствие этого гидрометрические вертушки могут применяться лишь для текущего контроля скорости течения в водотоках, градуировки и поверки водомерных ГТС.
Анализ конструкций измерителей скорости водного потока показывает, что наиболее целесообразной и перспективной является разработка регистрирующей аппаратуры с цифровой индикацией результатов измерений, что позволяет более оперативно обрабатывать получаемую информацию и повышает удобство пользования прибором [55]. Наблюдается также тенденция в переходе на питание приборов от автономных источников постоянного тока. Весьма перспективны приборы, обладающие широкими функциональными возможностями, которые наряду с регистрацией скорости потока могли бы выполнять автоматическую обработку результатов наблюдений, передачу результатов па ПЭВМ для дальнейшей обработки.
В настоящее время ни одно отечественное предприятие не выпускает технических средств, предназначенных для измерения скорости течения воды в открытых каналах, поэтому создание точных и надежных средств водоучета, отвечающих этим требованиям в полной мере, - одна из актуальнейших задач, стоящих перед отраслью.