Uklidňovací délka Parshallova žlabu
Výpočet uklidňovací délky před Parshallovým žlabem
Optimální způsob realizace měrného objektu je prováděn dle následujícího schématu:
- Při návrhu objektu je nutno jednak určit minimální délku prizmatického koryta před vlastním Parshallovým žlabem (obdélníkový průtočný profil a přechodový úsek) a dále určit minimální vzdálenost měrného profilu od oblouku, soutoku, spadiště, vodního skoku apod. Tyto vzdálenosti jsou funkcí průtoku, průměru potrubí či rozměru kanálu, výškového umístění Parshallova žlabu (míněna výška jeho případného nasedlání nad dnem) a především šířky v hrdle. Vzhledem k velkému počtu proměnných je pro určení uklidňovacích délek používána pouze závislost na šířce hrdla a níže uvedené délky je třeba považovat pouze za informativní.
- Přesná délka se určuje v závislosti na mnoha parametrech (kozultace Pars aqua s.r.o.). Byl vytvořen matematiko-fyzykální model s verifikací dle skutečných realizací, jež vyčísluje parametr v závislosti na vlivu gravitačních sil, rychlosti rozpadu vlnění a jeho šíření adisipace hybnosti. Vypočtený parametr se vyvíjí pomalu a dosahuje své maximální úrovně, pokud je rozdělení proudnic a vlnění na hladině vyhovující, při překročení vhodných podmínek pro přesné měření parametr rychle útíká do násobků. Tento výpočetní model můžeme použít pro jakéko-li sestavy a podmínky (různá potrubí, různé Parshallovy žlaby, různé nasedlání Parshallova žlabu, různá přívodní potrubí) a tak optimalizovat velikost šachty.
- Proudění před Parshallovým žlabem lze dodatečně stabilizovat přídavnými zařízeními, jež například upravují dodatečně drsnost přívodního koryta (eliminace špatného sklonu potrubí), či eliminují příiš vysokou energii na přítoku rozražeči, nornými stěnami, síty, či usměrňovači. Návrh jakékoli úpravy je hydraulicky propočítán pro celý rozsah měření.
-
uklidňovací délka /m/ - délka od Parshallova žlabu k oblouku, spadišti, šoupěti, stavidlu, spodní výpusti, přepadu apod.
délka prizmatického koryta /m/ - délka obdélníkového průtočného profilu před Parshallovým žlabem a přechodového úseku mezi různými průtočnými profily
délka přechodového úseku /m/ - délka úseku rozšíření/zúžení/změna profilu mezi např. obdélníkovým a kruhovým profilem.
-
V následujících třech tabulkách (tab. 1, tab. 2, tab. 3) a textu jsou uvedeny informativní údaje pro uklidňovací délky, délky prizmatického koryta a pro délky přechodového úseku.
Uklidňovací délka potrubí
Délka prizmatického koryta
Pozn.: při výskytu bublin a turbulence nebo vlnění jako důsledek nevhodně navrženého přítoku se délky upravují, případně se před měrnou šachtou budují přerušovací šachty s rozražeči či zařízením na odplynění atd.
Délka prizmatického koryta, průměr potrubí a nasedlání Parshallova žlabu nad dno přítokového potrubí spolu souvisejí a vpřípadě změny vstupních parametrů se délka mění.
Délka přechodového úseku - změna průtočného profilu
Při přechodu z jiného (např. kruhového) profilu na obdélníkový profil je nutno dodržet požadavek pozvolného rozšíření tak, aby úhel mezi podélnou osou a stěnou nepřesáhl 10st. Tím nedojde ke vzniku úplavů a porušení rovnoměrně rozděleného rychlostního pole.
Při zúžení koryta je úhel zúžení vyšší a jeho hodnoty jsou uvedeny v tab. 3. Zužované koryto pak navazuje přímo na vstupní profil Parshallova žlabu.
Při nedostatečném návrhu uklidňovacích délek dochází k vlnění a nerovnoměrně rozdělenému rychlostnímu poli v měrném profilu. Důsledkem toho je pak možné snížení přesnosti měření a to jednak díky nevhodné hydraulice objektu a jednak díky nepřesnému snímání hloubky vody. Vzniklé vlnění nemusí však vždy způsobit významnou chybu měření, a proto je její velikost nutno ověřit nezávislým měřením (např. hydrometrováním nebo jiným vhodným způsobem). V případě prokázání již nepřípustné chyby měření je nutno hydraulický jev stabilizovat. Za tímto účelem se používají různé typy rozražečů, usměrňovačů, plovoucích norných stěn apod. (případně i jejich kombinace), nebo se, pokud je to možné, zvyšuje dno Parshallova žlabu, či se instaluje Parshallův žlab nový.