Zpět na úvodní stránku
.
.
1.2. Měrné přelivy
1.1.Zařízení a způsob jeho výběru pro kontinuální měření průtoků
1.1.1.Volba způsobu měření
1.1.2.Vzájemné porovnání průtokoměrů
1.2.Měrné přelivy
1.2.1.Ostrohranné přelivy
1.2.1.1.Trojúhelníkový měrný přeliv
1.2.1.2.Obdélníkový měrný přeliv
1.2.2.Přelivy s krátkou korunou a širokou korunou
1.3.Měrné žlaby
1.3.1.Parshallův žlab
1.3.2.Venturiho žlab
1.4.Kombinované průtokoměry
1.5.Q-h křivka kanálu a měrného profilu
1.6.Ultrazvuková metoda
1.6.1.Dopplerův jev
1.6.2.Translace zvukového obrazu
1.6.3.Ultrazvuková transmise
1.7.Magneticko-indukční průtokoměry
1.7.1.Potrubí s uzavřenou hladinou
1.7.2.Potrubí a kanály s otevřenou hladinou
1.8.Elektronické vyhodnocovače průtoku


1.2.Měrné přelivy

Měrné přelivy lze rozdělit na ostrohranné a přelivy s krátkou či širokou korunou. Ostrohranné přelivy se sestávají ze stěny umístěné napříč koryta s různě vytvarovaným výřezem, přičemž návodní hrana stěny přelivu musí být ostrá. Proteklý objem v čase zaznamenává vyhodnocovač.

Mezi nejpoužívanější ostrohranné měrné přelivy se řadí především trojúhelníkový přeliv s různým středovým úhlem, obdélníkový přeliv, parabolický přeliv, lichoběžníkový a proporcionální. Průtokové charakteristiky významně ovlivňuje stav proudění před přepadem. Základními nevýhodami přelivů je vysoká ztráta energie a malá ztížená možnost prefabrikace.

1.2.1.Ostrohranné přelivy

Výhody Nevýhody
jednoduchá a rychlá instalace do šachty obtížná nebo neekonomická prefabrikace
vysoká přesnost měření každý přepad je originálem s vlastním projektem
jednoduchá kontrola přesnosti měření vysoký hydraulický spád
vysoká přizpůsobivost měrnému rozsahu velký obestavěný prostor
. zvýšené požadavky na uklidnění rychlostního pole
. .
Nejčastější chyby
nekvalitní výřez přelivu, přelivná hrana není ostrá ( tloušťka je větší jak 1 mm),
vrchol u trojúhelníkového přelivu není vybroušen
nekvalitní geometrie přepadu, nakloněný přepad, poškozená hrana
nejsou dodrženy požadavky na vytvoření úplné nebo částečné kontrakce proudnic ( přelivná hrana nízko nad dnem, úzké koryto)
nedostatečné odtokové podmínky (ovlivnění průtoku zpětným vzdutím)
nezavzdušněný prostor pod přepadovým paprskem
podtékání
nedostatečné uklidnění - vlnění, víry, nesymetrický přepadový paprsek
neodborně sestavený vzorec Q= fce(h)
při použití prefabrikátu chybí protokol o prvotní kalibraci
zanešený prostor před přepadem
nesprávné stanovení nuly (kapilarita, naklonění přepadu atd. )
chybí protokol o prvotní kalibraci

1.2.1.1.Trojúhelníkový měrný přeliv

Ostrohranný trojúhelníkový přeliv (rozšířená nejistota měření +/- 3%) se používá především na lokalitách s velkým rozsahem průtoků . S lineárně rostoucí přepadovou výškou roste kvadraticky průtočná plocha, což se projevuje ve vzorci konzumční křivky tvarem Q = a . h2,5. Přeliv je zvýšeně citlivý na změnu hloubky. Chyba hloubky se projevuje při výpočtu průtoku s mocninou n= 2,5. Pro tyto přelivy je nezbytné používat pouze přesnější elektronické vyhodnocovače. Při správném vyhodnocování přepadové výšky a přesném stanovení konzumční křivky se přeliv řadí mezi nejpřesnější průtokoměry.

Konstrukce přelivu a konzumční křivka :

Základní parametry jsou na obrázku č. 1. Osa úhlu výřezu musí být svislá a ve stejné vzdálenosti od bočních stěn. Při dostatečném uklidnění rychlostního pole, kdy je vliv stěn , dna a přítokové rychlosti zanedbatelný , hovoříme o přepadovém paprsku s dokonalou kontrakcí. Vzorec je stabilní pro celý rozsah přepadových výšek. Při nedokonalé kontrakci se uplatňuje vliv stěn a změna konzumční křivky je vyjádřena změnou efektivního přepadového koeficientu. Vzorec konzumční křivky se mění v závislosti na hloubce a při použití konstantního koeficientu je rozšířená nejistota měření vyšší. Vrcholový úhel přelivu je možno přizpůsobovat danému rozsahu průtoků a volit jej v intervalu od 250 do 1000. Návod na stanovení konzumční křivky a používání trojúhelníkových přelivů je uveden v ČSN ISO 1438 -1.

Popis obrázku 1:
h (m) přepadová výška měřená ve vzdálenosti 2- 3 h před přelivem
pozn.: vliv přítokové rychlosti zanedbán
Q (m3/s) průtok vody
B (m) šířka přítokového kanálu
P ..(m) vzdálenost vrcholu ode dna

Specifické chyby přelivu :
nevybroušený vrchol a s tím související špatné nastavení úrovně nuly,
neostrá přelivná hrana, otočený přeliv,
nepřesný úhel výřezu případně nedostatečná rovinatost hrany,
vývěr bublin a šíření vlnění a nerovnoměrného rychlostního pole do měrného profilu,
spodní voda za přelivem dosahuje vyšší úrovně než 5 cm pod vrchol přelivu.

1.2.1.2.Obdélníkový měrný přeliv

Ostrohranný obdélníkový přeliv (rozšířená nejistota měření +/- 4%) se používá především na lokalitách s vyrovnaným rozsahem průtoků . S lineárně rostoucí přepadovou výškou roste lineárně průtočná plocha, což se projevuje ve vzorci konzumční křivky tvarem Q = a * h1,5. Přeliv je přiměřeně citlivý na změnu hloubky. Chyba měřené hloubky se projevuje při výpočtu průtoku s mocninou n =1,5 a proto je možno pro tento typ přelivu používat i méně přesné a tedy levnější průtokoměry. Při správném vyhodnocování přepadové výšky a přesném nastavení konzumční křivky se přeliv řadí mezi velmi přesné průtokoměry.

Konstrukce přelivu a konzumční křivka :

Základní parametry jsou na obrázku č. 2. Plocha přelivu musí být svislá a obdélníkový výřez musí být ve stejné vzdálenosti od bočních stěn. V případě přelivu na celou šířku musí hrana končit u boční stěny , která je rovná bez výčnělků a přesahuje minimálně do vzdálenosti 0,5 h za přepad . Přeliv by se měl umísťovat vždy do pravoúhlého kanálu (při dostatečně nízké přítokové rychlosti je možno volit tvar libovolný). Při dostatečném uklidnění rychlostního pole, kdy je vliv stěn , dna a přítokové rychlosti zanedbatelný , hovoříme o přepadovém paprsku s dokonalou kontrakcí a vzorec je stabilní pro celý rozsah přelivných výšek. Při nedokonalé kontrakci se uplatňuje vliv stěn a změna konzumční křivky je vyjádřena změnou efektivního přepadového koeficientu. Vzorec konzumční křivky se mění v závislosti na hloubce a při použití konstantního koeficientu je rozšířená nejistota měření vyšší. Návod na stanovení konzumční křivky a používání trojúhelníkových přelivů uvádí  ČSN ISO 1438 -1.

Popis obrázku 2.
h...(m ) přepadová výška měřená ve vzdálenosti 4- 5 h před přelivem
Q ...(m3/s) průtok vody
B ...(m) šířka přítokového kanálu
b ...(m ) šířka obdélníkového přelivu
P...( m ) vzdálenost přelivné hrany od dna

Specifické chyby přelivu :
hrana přelivu není vodorovná,
nedostatečná rovinatost hrany přelivu,
neostrá hrana, přeliv je otočen,
vývěr bublin a šíření vlnění a nerovnoměrného rychlostního pole do měrného profilu,
spodní voda za přelivem dosahuje vyšší úrovně než 5 cm pod hranu přelivu.

1.2.2.Přelivy s krátkou korunou a širokou korunou

Výhody Nevýhody
jednoduchý tvar přelivu obtížná nebo neekonomická prefabrikace
nízké stavební úpravy ? vložka do kanálu prahy s dostatečnou přesností tj. se širokou korunou lze použít pouze pro vyčištěné vody
nízký hydraulický spád každý přepad je originálem s vlastním projektem
jednoduchá kontrola přesnosti měření přesný hydraulický výpočet kanálu a osazení
nižší požadavky na uklidnění proudění .
. .
Nejčastější chyby
nekvalitní geometrie přepadu, nakloněný přepad, poškozená hrana
nevhodné podmínky na přítoku a na odtoku ( vysoký sklon, nepravidelné rychlostní pole atd)
neodborně sestavený vzorec Q= fce(h)
zanešený prostor před přepadem
nestabilní konstrukce , eroze povrchu použitím nevhodného materiálu
nesprávné stanovení nuly (kapilarita, naklonění atd. )
chybí protokol o prvotní kalibraci

Přelivy s krátkou korunou (rozšířená nejistota měření +/- 8 %) jsou vestavby různých prahů do dna koryta, přičemž proudnice nejsou v žádném místě rovnoběžné (obrázek č. 3 ) . Nejčastěji používaným je přeliv Crumpův, kdy práh je trojúhelníkového průřezu. Vzhledem k nestabilnosti proudění je přesnost ovlivňována mnoha faktory a chyba měření je vyšší.

Přelivy se širokou korunou (rozšířená nejistota měření +/- 6 %) mají delší práh a proudnice probíhají nad prahem rovnoběžně (obrázek č. 4). Průtokové charakteristiky jsou stabilnější a chyba měření je menší . Nejčastěji používaným je pravoúhlý práh se zaoblenou nebo ostrou návodní hranou.

Pro surové odpadní vody jsou přelivy z důvodů zanášení dna před měrným profilem méně vhodné, neboť při zanesení prostoru před přepadem dojde ke snížení hladiny a přepad převede větší množství, než je vypočteno ze standardní konzumční křivky. Pro jednoduchost instalace jsou však mnohde i na surových odpadních vodách používají s tím, že prostor před přepadem se pravidelně čistí ( např. pneumaticky či odplavením).


(c) 2015, PARS Aqua, s.r.o.