Technické a hydraulické údaje

Parshallův žlab

Parshallův žlab je zařízení sloužící pro měření průtoku vody s velmi širokým použitím. Žlab je možno instalovat na potocích, odvodňovacích-zavlažovacích kanálech, na výústích z kanalizací, na čistírnách odpadních vod, a pod. Široká použitelnost žlabu je dána především těmito výhodami:

• velmi nízká ztráta energie (3-4 krát nižší ztráta oproti přepadům)
• relativní necitlivost na rozdělení přítokové rychlosti v kanále
• možnost měření průtoku i při značném zatopení hrdla od dolní vody
• rychlost ve žlabu je dostatečná, takže nedochazí k sedimentaci látek
• minimální nároky na údržbu
• vysoký rozsah měřených průtoků
• dlouhá životnost

Funkce Parshallova žlabu

Voda přitékající do žlabu je nucena místním zúžením koryta a následným zvýšeným spádem ve dně přejít z říčního pohybu přes kritickou hloubku do pohybu bystřinného. Díky tomuto přechodu z jednoho režimu do druhého je možno podle úrovně hladiny před hrdlem určovat průtok vody. Úroveň hladiny je buď snímána v ose přítokové části žlabu (ultrazvukové čidlo) nebo v měrné šachtě (plovák, pneumatické čidlo, tlakové čidlo), jež může být součástí Parshallova žlabu.

Elektronický vyhodnocovač (není součástí dodávky žlabu) údaj o hloubce vody ve žlabu převádí na průtok a provádí záznam celkového proteklého množství a počet provozních hodin.

Technické parametry Parshallova žlabu

Parshallův žlab je zhotoven z polypropylénu a je standardně vyráběn bez plovákové šachty. Přesné rozměry a hmotnost jednotlivých žlabů jsou uvedeny v tabulce č. 1. Rozměry jednotlivých částí měrného žlabu a plovákové šachty je možno měnit na základě dohody. Okamžitý průtok vody je vypočten pro hloubku vody snímanou ve vzdálenosti B´ dle konzumční křivky ve tvaru rovnice /1/ (zpřesněná rovnice je uvedena v kalibračním protokolu žlabu). Pro jinou vzdálenost snímání hloubky před hrdlem dopočteme rovnici konzumční křivky Q=fce(h) na vyžádání (odečet v plovákové šachtě, atypické umístění senzoru snímání hloubky atd.).

Novinka od roku 2015: na zakázku je možno vybavit žlab v oblasti hrdla obětovaným ochranným protislunečním štítem.

Tabulka č. 1

	P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	P8	P9
Qmin	0,26	0,52	0,78	1,52	2,25	2,91	4,4	5,8	8,7
Qmax	6,22	15,1	54,6	168	368	598	898	1211	1841
a	0,0609	0,1197	0,1784	0,354	0,521	0,675	1,015	1,368	2,081
b	1,552	1,553	1,555	1,558	1,558	1,556	1,560	1,564	1,569
B'	30	34	39	53	75	120	130	135	150
Z Qmin	5,4	4,1	4,1	4,1	3,8	3,8	3,6	3,6	3,5
% Qmax	4,8	3,6	3,6	3,6	3,2	3,2	3,1	3,1	3,0
hd/ha	0,6					0,7
m	5,7	7,7	17	47	81,0	146	183	231	252
W	2,54	5,08	7,62	15,24	22,86	30,48	45,70	61,00	91,40
C	9,29	13,49	17,80	39,4	38,1	61,0	76,2	91,44	121,9
D	16,75	21,35	25,88	39,69	57,47	84,46	102,6	120,7	157,2
E	23	26,4	46,7	62,0	80	92,5	92,5	92,5	92,5
L	63,5	77,5	91,5	152,4	162,6	286,7	294,3	301,9	316,9
O2	2,8	4,2	5,7	11,5	11,5	10
O1	4,6	6,4	8,2	19,1	19,1	17,6
S	20	20	20	20	20	20	20	20	20
U	24,8	26,8	49,2	69,6	87,6	101,1	101,1	101,1	101,1
V	30,7	35,35	39,9	54	80	100	120	140	180

Legenda

• Z - rozšířená nejistota měření pro Q_min a  Q_max (%) (nejistota na hladině pravděpodobnosti 95 %)
• m - hmotnost žlabu (kg)
• h_d/h_a - maximální poměr zatopení spodní vodou ( - )
• h_a - hloubka vody ve vzdálenosti B´ před hrdlem (m)
• h_d - hl. vody za žlabem (k niveletě dna přední části žlabu) (m)

Konzumční křivka pro odečet hloubky ha v profilu B´:

• Q = a * h^b
• kde:
• h - hloubka vody měřená ve vzdálenosti B´ před hrdlem (m)
• Q - průtok vody (m³/s)
• a, b - parametry rovnice viz tabulka
• w, B´ až V - rozměry měrného žlabu (cm)

Rozšířená nejistota měření

Průtokoměr Parshallův žlab byl testován Českým metrologickým institutem a jeho rozhodnutím č. 2075/95/1 ze dne 1. června 1995 byl schválen jako pracovní měřidlo pod úřední značkou TCM 142/95-2075 s maximální chybou měření +/- 1.5 % okamžitého průtoku. Podmínky, jež jsou dodrženy na měrné stolici, nemusí být přesně dodrženy v provozu, a proto rozšířená nejistota měření měrného žlabu tj. na hladině pravděpodobnosti 95 % je v rozsahu od +/- 4,1 % do +/- 3 % (hodnota Z viz tabulka, resp 5,4 % pro P1). Hodnoty nejistoty měření jsou vypočteny pro odchylku měření hloubky 0,2 mm a zahrnují odchylku konzumční křivky a odchylku výroby žlabu.

Každý měrný Parshallův žlab je kontrolován a protokol o této zkoušce je přiložen. Konzumční křivka je stanovena pro skutečné rozměry jednotlivých žlabů a tak hodnota rozšířené nejistoty měření se snižuje a pohybuje se v rozsahu od +/- 3% do 4 %.

Hydraulické a instalační podmínky Parshallova žlabu

Parshallův měrný žlab je osazen vodorovně v ose koryta a pro jeho správnou funkci je nezbytné provést hydraulické posouzení podmínek na přítoku a na odtoku ze žlabu. Na přítoku musí být v celém rozsahu průtoků říční proudění (Froudovo kritérium pro P1, P2, P3 menší než 0,5) a zároveň hladina nesmí být odporem žlabu vzduta natolik, aby došlo ke snížení rychlosti a tím k sedimentaci suspendovaných látek v korytě. Proudění musí být vyrovnané, bez vírů a vlnění - rychlostní profil musí být vyrovnaný. Na odtoku musí být voda dostatečně zaklesnutá tak, aby poměr zatopení hd/ha nebyl vyšší než povolená hodnota viz tab/1/.

Pokyny pro výstavbu měrného objektu jsou uvedeny v odvětvové normě Ministerstva životního prostředí TNV 25 9305.

Způsob hydraulického výpočtu a to včetně návrhu uklidňovací délky před žlabem, zúžení a rozšíření koryta jsou uvedeny na zde. V případě potřeby zašleme vzorové projekty měrných žlabů v šachtách (v autocadu, nebo výkres), zároveň provedeme kontrolní hydraulický výpočet vašeho uspořádání měrné trasy.

Parshallův žlab je vyroben jako prefabrikát a jeho instalace na místě je prováděna dle projektu! Konstrukce žlabu umožňuje velmi jednoduchou instalaci a to obetonováním prostým betonem na místě. Ve dně měrné šachty se vynechá kapsa, do které se osadí Parshallův žlab. Do velikosti P3 se do kapsy rozprostře beton a do něj se osadí tvarovka (tvarovka se do vodorovné polohy a požadované výškové úrovně vyrovnává poklepem). Po zavadnutí betonu se dobetonuje dno náběhu a odtoku z tvarovky. Pak se vyšalují boky náběhů a tvarovka se dobetonuje až do horní úrovně. Pro větší žlaby než P3 se tvarovka osadí na betonové podkladky a do předepsané výškové úrovně se zafixuje pomocí trámků a rozpěrek fixovaných do stěn šachty (vtoková část Parshallova žlabu musí být ve vodorovné poloze). Pak se podbetonuje částečně dno. Teprve po zavadnutí betonu a uchycení dna tvarovky se dobetonuje dno na odtoku a přítoku. Pak se vyšalují boky náběhů a tvarovka se dobetonuje až do horní úrovně. Vibrování betonu se neprovádí. Parshallovy žlaby P1, P2 a P3 nevyžadují vnitřní bednění. Ostatní žlaby je nutno před betonáží zevnitř rozepřít, aby nedošlo k porušení geometrie žlabu viz. obr. 4. Při sestavování vnitřního bednění je nutno nepředepínat bednění, aby nedošlo k vydutí prefabrikátu.

Parshallův žlab	P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	P8	P9
Hloubka kapsy v cm	10	10	10	15	30	40	40	40	40

pozn. hloubka kapsy je míněna jako svislá vzdálenost mezi niveletou Parshallova žlabu na vtoku a niveletou dna betonu hrubé stavby

Parshallův žlab je možno rovněž osadit do koryta volně, bez zastřešení. Břehy terénu musí být vysvahovány tak, aby byl umožněn pohodlný přístup pro čištění žlabu, či ruční odečet průtoků. Způsob osazení a hydraulický výpočet je nezbytné provést pro tyto případy velmi pečlivě a proto doporučujeme tyto varianty konzultovat s naší firmou.

Parshallovy žlaby je nutno zabetonovávat při teplotě ovzduší 5 °Caž 20 °C. Ve stavebním deníku bude uvedena teplota vzduchu a ostatní klimatické podmínky.

Nově od roku 2015: horní vzpěra na začátku a na konci parshallova žlabu se po jeho zabetonování odstraňuje odříznutím pilou na dřevo s jemným zubem v místě u svislé bočnice (pozor: nutno nepoškodit bočnici).

Po zabetonování žlabu je možno instalovat ultrazvukové čidlo pro snímání hloubky vody (není předmětem dodávky).

Provozní podmínky

Parshallův žlab je určen pro měření průtoku vody a je odolný proti teplotám ovzduší mírného klimatického pásma, v případě požadavku vyšší životnosti žlabu nebo při aplikaci do teplejšího klimatického pásma se doporučuje vybavit měrný Parshallův žlab ochranným obětovaným protislunečním štítem z polypropylénu a nebo umístit MO pod přístřešek. Voda ve žlabu nesmí promrzat. Maximální teplota vody je 80 °C. Žlaby odolávají roztokům anorganických solí, kyselin, zásad, které nemají silné oxidační vlastnosti a většině organických rozpouštědel. Z hlediska provozu vyžaduje Parshallův žlab pravidelně odstraňovat sunuté nerozpuštěné látky větší než 0,8xW a jedenkrát ročně vyčistit Parshallův měrný žlab od biologických nárostů. Čištní se provádí rýžovým kartáčem. Při zvýšeném množství nerozpuštěných látek je nutno provádět kontrolu, či údržbu dle potřeby.

Nerozpuštěné látky obsažené ve vodě musí být maximálně o velikosti 80 % šířky hrdla (d=0,8xW).

Vyhodnocování průtoku na Parshallových žlabech

K převodu údaje hloubky vody v měrném profilu na průtok jsou obvykle používány tyto typy vyhodnocovačů:

• mechanický bez záznamu dat
• elektronický se záznamen dat

a) Mechanický vyhodnocovač s přímým odečtem průtoku

Pro odečet okamžitého průtoku je možno dodat Parshallův žlab s mosazným gravírovaným měřítkem průtoku připevněným na stěnu žlabu tak, že je možno odečítat okamžitý průtok v l/s. Toto měřítko je vhodné i pro rychlou kontrolu elektronického vyhodnocovače.

b) Elektronický vyhodnocovač průtoku

Je zařízení, jež se sestává ze snímací sondy a vlastní vyhodnocovací jednotky na bázi mikroprocesoru. Vyhodnocovací jednotka umožňuje mimo základních funkcí (hloubka vody, okamžitý a celkový průtok, provozní hodiny) uchování dat, statistické vyhodnocování, spínání čerpadel, alarmů, dávkovačů vč. propojení na počítač a to podle typu přístroje.

Snímací sonda obvykle s ultrazvukovým senzorem je umístěna v ose žlabu (obr. 1). Čidlo je umístěno 10 cm až 30 cm nad úrovní horní desky žlabu nebo nad nejvyšší úrovní hladiny vody, pokud voda zaplavuje celý Parshallův žlab. Vyhodnocovací jednotka se umísťuje obvykle do budovy nebo elektropanelu případně i do měrné šachty (max. vzdálenost od sondy je dána typem přístroje). Propojovací kabel a funkce jsou podle konkrétního typu dodaného vyhodnocovače.

Vyhodnocovač není součástí Parshallova žlabu a je nutno jej přiobjednat.

Záruční podmínky

Výrobce zaručuje po dobu 24 měsíců, že Parshallův žlab má vlastnosti, které odpovídají technickým podmínkám (viz dodané Technicko-dodací podmínky), je bez závad a je kompletní. Při uvádění do provozu je nezbytné dodržet podmínky uvedené v Technických, instalačních a provozních podmínkách.

Výrobce neručí před uplynutím záruční lhůty za škody vzniklé nesprávnou a neodbornou instalací, nevhodnou manipulací a údržbou, jedná se především o mechanická poškození tvaru nebo poškození jednotlivých desek. Výrobce neručí za vady způsobené použitím průtokoměru v podmínkách, jež nedopovídají pokynům uvedených v Technicko-dodacích podmínkách, jež byly dodány současně s výrobkem. Výrobce neručí za vady v určení proteklého množství zpsobené nevhodným zaprojektováním, nesprávnou funkcí vyhodnocovače, nesprávným provozováním (kavlita vod, rozsah průtoků), nezabezpečením. Výrobce neručí za vady způsobené jako důsledek poškození měrné šachty nebo potrubí (sedání atd). Výrobce neručí za vady způsobené nedodržením pokynů uvedených v ČSN 9826 a odvětvové normě MŽM TNV 25 9305.

Bednění pro velikost P4 a větší