JJG 711-1990 明渠堰槽流量计试行检定规程.pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程J J G 7 1 1-1 9 9 0明 渠 堰 槽 流 量 计(试行)W e i r s a nd Fl u m e s f o r Fl owM e a s ur e m e nt1 9 9 0 一0 9 一2 1 发布1 9 9 1 一0 5 一0 1 实施国 家 技 术 监 督 局发布.I.I G 7 1 1-1 9 9 0明渠堰槽流量计试行、.。.价.六.。.扒诵.叭.检 定 规 程J J G 71 1-1 9 9 0V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f We i r s 口.o.o.口.o.公.
2、o.公.o.公.o.o.户.o.口.叭j.八.小.杀.六.石.洽甲.钊and Fl ume s f o r Fl ow M e as ur e me nt 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 0 年 0 9 月 2 1日 批准,并自1 9 9 1年0 5 月 0 1日 起施行。归 口单位:北京市标准计量局起草单位:北京市计量测试所 北京市水利科学研究所 北京市新技术应用研究所本规程技术条文由起 草单位负责解释J J G 7 1 1-1 9 9 0本规程主要起草人:李振 国 李善征 张昌征 参加起草人:(北京市计量测试所)(北京市水利科学研究所)(北京市新技术应用研究所)王淑娴李 晓红刘
3、晓燕(北京市水利科学研究所)(北京市水利科学研究所)(北京市计量测试所).J J G 7 1 1-1 9 9 0目录一概述 。,】,(I)二 技术要求 .(1)(一)薄壁堰 门)(二)宽顶堰 ,(8)(三)三 角 形 剖 面 堰 ,(1 1)(四)平坦 V形堰 (1 3)(五)巴歇尔(P a r s h a l l)槽 ,(1 5)(六)无喉道槽 ,。,(1 7)(七)水位流量换算及显示 (1 9)三检定条件、检定项 目和检定方法 .(1 9)(一)用明渠流量标准装置及标准流量计装置的检定 ,(2 0)(二)现场检定 ,(2 2)(三)检定结果分析 -,(2 7)四检定结果处理和检定周期 .(
4、2 8)附录1 现场比 对实验 ,。(2 9)附 录2 有 关 参 数 及符 号 ,一(3 0)附录3 检定证书背面格式 ,(5 2)J J G 7 1 1-1 9 9 0明渠堰槽流量计试行检定规程 本规程适用于明渠中标准量水堰槽(薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、平坦 V形堰、巴歇尔槽和无喉道槽)及与堰槽配接水位传感器或水位流量显示仪表构成的明渠流量计的检定。一概述1 适 用范 围1.1 明渠堰槽流量计 由量水堰槽和水位流量转换仪表(二次仪表)所组成。量水堰槽装置包括:上下游行近段、堰体和水位观测设施。二次仪表除完成水位流量转换外,并显示瞬时流量或累积水量。1.2 采用符号见附录 2中表 1,表
5、 1 中未列出的符号见图及有关条文。1.3 对流态的限制,一般要求过堰槽水流为自由流状态,即量水堰槽下游水位低于某一限制水位,此时堰槽上游水位与流量呈单值关系。当某种量水堰槽可进行淹没流测流,并且也有在淹没流状态下进行测流要求时,规程中将有专门说明。1.4 本规程包括的常用量水堰槽及测量流量范围:1.4.1 薄壁堰,分成三种主要类型:三角形缺 口堰、矩形缺口堰和等宽堰。三角形缺口薄壁 堰测量流量 范围:0.2 x 1 0-3-1.8 m 3/s;矩形缺 口薄壁 堰测量流量范围:1.4 x 1 0-3-4 9 m 3/s;等宽薄壁堰测量流量范围:0.8 X 1 0-3-7 7 M 3/S o1.
6、4.2 宽顶堰,分为两种主要类型:矩形宽顶堰和圆缘宽顶堰。矩形宽顶堰测量流量范围为 8 x 1 0-3-6 5 m 3/s;圆缘宽顶堰测量流量范围为 8 x 1 0-3-8 2 0 m 3/s o1.4.3 三角形剖面堰,测量流量范围为3 x 1 0-3-1 3 0 0 m 3/s a1.4.4 平坦V形堰,测量流量范围为1 4 x 1 0-3-6 3 0 m 3/s a1.4.5 巴歇尔(P a r s h a l l)槽,测量流量范围为 0.1 x 1 0-3-9 3 m 3/s o1.4.6 无喉道(C u t 一t h r o a t)槽,测量流量范围为 0.7 x 1 0 一“-3.
7、0 M 3/S.2工作原理 在明渠中设置标准量水堰槽,并按规定位置测量水位,则流过堰槽的流量与水位呈单值关系。现可根据相应流量公式或经验关系式,将测出的水位值换算出流量值。二技术要求(一)薄壁堰3 薄壁堰是指在明渠中垂直水流方向安装的具有一定形状缺口,并加工成堰口的薄壁堰体,过流时其水舌表面得到充分发展的量水建筑物。三种类型的流量公式如下:3.1=角形 缺 口薄壁堰 图 1)流量癸 式J J G 7 1 1-1 9 9 0n 1,水 月泄水管 连通管B一 B剖 面 图产Q 一十,丫 川陡,州巨 一(3-4)h.,IT jR v+A.A一A剖而图产 B八J仁 二!于 一一/连通管买 水 一 4)
8、hm平 面 图图 1 三角形 缺口薄壁堰示意图Q 二 Ce 话t g 百月飞h P s aU)式中:C。流量系数,查附录 2 图 1;B 三角形缺口夹角;h e 有效实测水头。h p=h+K,J J G 7 1 1-1 9 9 0 h 实测水头;K,水头修正系数。当 8=9 0。时,K h=0.0 0 0 8 5 m;当6 铸9 0。时,C。查附录2 图2,K、查附录2 图3 03.1.1 公式(1)适用条件:0 在2 0 一1 0 0 0 之间。B=9 0 时,h/p和p/B的 适用范围见附录 2 图 t o 6 并9 0 时,h/p 笋0.3 5 1.5p/B0.1 h气 0.0 6 m
9、p弋 0.0 9 m3.2 结构技术要求3.2.1 堰板上游面为一平面,在表面上任意两点间的连线与垂直于轴线的平面之间的斜率应小于 1 0%03.2.2 三角形缺口堰顶线 b e,c d为直线(图2)aO oA 一A 视 图0 0,2.32.4O2.5 图2三角形缺口夹角(0)平分线 0 0 与堰板中垂线 0 0应重合(图2)0堰板顶面 a b,d f 在一水平面内,与三角形缺 口角度平分线 O O 成 9 0 0 角(图堰板堰 口加工要求如图 2 所示。堰 口顶面 e 为一平面,与堰板上游面相交处呈 :、,月内、内jC3 J J G 7 1 1-1 9 9 0锐缘状态,若堰 口锐缘处被磨圆,
10、其圆弧半径:不能大于0.2 5 m m,堰口顶面宽度为1-2 m m,允许宽度不得超出 0.8-3.0 m m,堰口表面应无毛刺和刮痕,表面粗糙度为丫。3.2.6 堰板 1=游面距堰顶 2 0-5 0 mm范围内要求加工成光滑表面,表面粗糙度为丫,在 此 范围 内 一 般 不得 有突 出 物,如 采用 螺 栓安 装堰 板时,其螺 栓突出 物不 得超出与堰板上游面成 1:1 0 坡度的斜面(图2)03.2.7 当堰板厚度大于堰 口顶面宽度(1-2 m m)时,超出堰口顶面宽度部分应加工成斜 面,斜 面 与顶 面 夹 角 不 得 小于4 5 (图2),斜面 表 面 粗 糙 度为丫。静水井泄 水 管
11、s一e剖面图图 3矩形缺 口薄壁堰 示意图J J G 7 1 1-1 9 9 03.3 矩形缺 口薄壁堰(图3)流量公式:。,2二,砚=七。万丫 乙 gb y Jh e 3/2(2)式中:C Q 流量系数,查附录2 图4 0 不同b/B值的C。公式:b/B=0.9 =0.8 =0.7=0.6=0 5=0.4 二0.2b e 有效堰口 宽度;h e 有效水头。C e=0.5 9 8+0.0 6 4 h/p =0.5 9 6+0.0 4 5 h/p =0.5 9 4+0.0 3 0 h/p =0.5 9 3+0.0 1 8 h/p 二0.5 9 2+0.0 1 0 h/p 二0.5 9 1+0.0
12、 0 5 8 h/p =0.5 8 9一0.0 0 1 8 h/p b e=b+Kb h e=h+Kh式中:b 实测堰口宽度;凡 宽度修正系数,查附录2 图5;h 实测水头;K h 水头修正系数,K h=0.0 0 1 m o3.3.1 公式(2)适用条件 h/p笋2.5 h气 0.0 3 m b戈0.1 5 m p弋 0.1 0 m (B一b)龙 弋 0.1 0 m3.4 结构技术要求3.4.1 矩形缺口中垂线应与行近渠槽 中心线相重合。侧缘(a c,f d)与底缘(c d)交角为 9 0 0 角,见图 4 03.4.2 堰板要求与 3.2.1 相同。3.4.3 矩形 缺 口侧缘(a c,f
13、 d)及 底缘(c d)均为锐缘堰 口,加 工要求与 3.2.5;3.2.6和3.2.7 相同。J J G 7 1 1-1 9 9 00.6,B5 等宽薄壁堰(图5)流量公式 Q 二 C,丫 2 gb h e 2h/p;(3),一八j式中:C e 流量系数,C,=0.6 0 2+0.0 8 3 h e 有效水头,h e=h 千 0.0 0 1 2 m;h 实测水头。3.5.1 公式(3)适用条件 h/p笋 1.0 0.7 5 m h 0.0 3 mb气 0.3 mp戈 0.1 m3.6 结构技术要求3.6.1 等宽薄壁堰堰顶为水平面,堰口宽度与行近渠槽宽度相同。堰板面与矩形行近渠槽水平轴线成
14、9 0 0 角。3.6.2 堰板要求与3.2.1 相同。3.6.3 堰板加工要求与 3.2.5,3.2.6 和 3.2.7相同。3.7 安装条件3.7.1 薄壁堰应垂直安装在顺直的,槽壁光滑的和渠底水平的矩形行近渠槽内。3.7.2 行近渠槽顺直段长度应大于水面宽度的1 0 倍。3.7.3 等宽薄壁堰在堰板附近渠槽两壁应是垂直的光滑表面,沿高度方向渠槽宽度尺寸保持准确一致。为使水舌宽度尺寸保持不变,渠槽边墙往堰板下游延伸长度应大于 6d.1 G 7 1 1-1 9 9 00.3 h,a x(h 为实测最大水头值)(图5)0泄 水 14 图 5 等宽薄壁堰示意图3.7.4 堰顶高程应大于堰体下游渠
15、槽可能出现的最高水位0.1 ma3.7.5 等宽薄壁堰水舌底缘与下游水面之间的边墙上应设通气孔,使水舌上下表面始终与大气相通。通气孔直径可按下式估算。0二0.1 1 h b o.s式中:0 通气孔直径;堰上水头;堰 口宽度,单位均以米(m)计。3.8 水位观测IT G 7 1 1-1 9 9 03.8.1 水位观测断面位于堰板上游(3-4)h m e x 处。3.8.2 水位观测可分两种方式:一种是在水位观测断面处用水尺、测针或水位传感器等直接观测行近渠槽中水位。第二种方式是在行近渠槽一侧建静水井,由连通管与行近渠槽水流相通,同样用水尺、测针或水位传感器观测静水井中水位。3.8.3 连通管平面
16、位置按 3.8.1 规定,安装高程应低于堰顶最低点。3.8.4 连通管直径一般要求连通管进口面积不得小于静水井横断面面积的 1%03.8.5 连通管应与行近渠槽边壁垂直。管口与壁面齐平,管口不得有毛刺。3.8.6 静水井的横断面尺寸应能使装在井内的所有仪器自由运转。井壁与水位传感器之间的间距不应小于 7 5 mm。当静水井内装有两个以上浮筒时,浮筒之间的间距不能小于 1 5 0 mm。静水井底高程应低于行进渠槽中最低水位 1 5 0 m m,连通管管口距井底至少3 0 0 m m。静水井顶面高程应大于预计最高水位 3 0 0 m m.3.8.7 采集水位仪器的水位测量准确度不小于2 0%最大流
17、量值时水头的 1 0.6 03.8.8 在堰体附近设水准点,用于测量行近渠槽底面高程、堰顶高程和静水井上仪器安装高程。3.9 泄水管3.9.1 泄水管设于堰板最低处,用于检修或停水期间泄空堰体上游积水。3.9.2 泄水管直径 5 0-7 5 mm,出口段安装阀门。流量测量过程中,阀门关闭不得漏水。(二)宽顶堰4 宽顶堰堰顶为矩形光滑平面,顺水流方向堰体长度尺寸较大,垂直于水流方向的堰顶宽度等于矩形行近渠槽宽度。堰体上下游端面为竖直光滑平面。水面线在堰顶上有明显跌落。根据宽顶堰上游顶角形状分:矩形宽顶堰(图6)和圆缘宽顶堰(图7)04.1 矩形 赛顶堰(图 6)流量公式Q 一(2)3/23 C
18、g hh 3/2(4)式中:C-流量系数;当0.1 簇h/L 镇0.4,0.1 5 镇h/p 镇0.6 时,C=0.8 6 4 当 0.4-h/L1.6,h/p 0.6 时,C二0.1 91 h/L+0.7 8 2 当h/L 0.6 时,C值乘以下表列数字,中间值用直线内 插法求。h/p修正系数 0.6 1.0 1 1 0.7 1.0 2 3 0.8 1.0 3 8 0.9 1.05 4 8J J G 7 1 1-1 9 9 0h/p1.01.2 51.5 0修正系数 1.0 6 4 1.0 9 2 1.1 2 3堰宽;堰上水头。水 头 观 测 断 面 图 61 公式(4)适用条件h)0.0
19、6 mb0.3 mp)O.1 5 m0.1 5(p/L 镇40.1(h I L 镇1.6(h/L0.8 5 时,0.1 5 蕊h/p 毛1.5(h/p 0.8 5时,结构技术要求矩形宽顶堰4.14.24.2h/p 簇0.8 5)h 1 L 簇0.8 5)4.2.24.3 堰体上游垂直面与堰顶平面成 9 0 0 角。堰 顶 面 为 一 光 滑 的 水 平 面,表 面 粗 糙 度 应 小 于丫。圆缘宽顶堰(图7)流量公式J J G 7 1 1-1 9 9 0下游堰面可选用儿种几何形状图 7圆缘宽顶堰Q 一(2,323 C dC 0b j h 32(5)式中:C v 考虑行近流速对堰上游实测水头影响
20、的无量纲系数,C。二厂(C d b h/A)可由附录2图 6 查出;C l流量系 数,可用下式求:。/2 x L、l.X I 八3 2-d 一(上 一 b 1 1 土 一 了)式中:五 顺水流方向堰顶水平段长度;二 堰顶边界层影响系数,查附录2图 7 0 x=6 /L式中:8 才 边界层厚度。4.3.1 公式(5)适用条件 h 0.0 6 m,或 h 妻0.0 3 L,选大值 b 0.3 m,b h _,b L 巧 p O.1 5 m hI L 0.5 7 h/p1.5 1 0J J G 7 1 1-1 9 9 04.4 结构技术要求4.4.1 堰顶面为水平面与矩形行近渠槽槽壁垂直,堰体纵剖面
21、(顺水流方向)在上游竖直迎水面与堰顶交界处为一圆弧,下游面可为铅直面,或为坡面。圆弧半径不小于0.2 h _ x,堰顶长度不小于1.7 5 h m fl x,堰顶长度包括圆弧 段总长不得小于2.2 5 h _,4.4.2 堰顶面要求与 4.2.2相同。4.5 安装条件4.5.1 堰体应垂直安装在顺直的、槽壁光滑的和渠底水平的矩形行近渠槽内。4.5.2 行近渠槽顺直段长度应大于水面宽度的 1 0倍。4.5.3 堰顶宽度允许误差为堰顶设计宽度的0.2%,堰顶水平面允许有 0.1%的坡度。4.5.4 堰体流态为自由出流时,下游水深不得超过总水头的6 3%o4.6 水位观测4.6.1 水位观测断面位于
22、堰体上游距堰体距离为(3-4)h m a x 处。4.6.2 水位观 测方式、连通 管和静水 井 的要求与 3.8.2,3.8.3,3.8.4,3.8.5,3.8.6和 3.8.7 相同。4.7 在堰体附近设水准点。以便校测渠底高程、堰顶高程及仪器安装零点高程。(三)三角形剖面堰5 三角形剖面堰由纵剖面(顺水流方向)为 1:2(垂直:水平)的上游坡面和 1:5的下游坡面组成。两个坡面相交成水平直线堰顶,堰顶线与行近渠槽中轴线正交。堰体安装在矩形渠槽内(图8)。5.1=角形剖面堰 图 8)流量公式Q 一(2 3/23 C d C v h h 3(6)二一_,_、,、,_ 2F-2-_.,一、,L
23、 习_ 二_八 甲:七。仃 逛 V T L 迷 示 4 a,七二=J 5、/万 l,d b h/八 卜p i宣 刚 求 Lm 2 5;J”JjC,流量系数,当 h i0.1 m时,C d=1.1 6 3,当 h 2.0d.1 G 7 1 1-1 9 9 0水头观测断面图 s 三角形剖面堰5.1.2 淹没流态时流量计算公式Q。一(3 2)3/2C dC,f l bh 3-5.1.3 淹没流合并系 数 C J,5.1.4 娜为淹没流状态下,52 结构技术要求可 由*,/。和 号c d bhC,A fft,查附 录 2图 9得出。霜实测的堰顶测压孔水头。5.2.1 由上游 1:2坡面和下游 1:5
24、坡面相交形成的堰顶,其堰顶交角应保持不变,不得磨圆。5.2.2 堰顶结构按过流状态,可分为自由过流单水位观测堰体和淹没过流双水位观测堰体。单水位观测堰体,堰顶无观测水头的测压孔。双水位观测堰体,堰体设观测水头的测压孔,具体规定见 5.4.2 和 5.4.3 05.2.3 堰体上下游坡面可以截短,但应满足下列尺寸,上游 1:2坡面段的水平距离不得小于1.0 h-,下游1:5 坡面段的水平距离不得小于2.0 h m e x o5.3 安装条件 1 2J J G 7 1 1-1 9 9 05.3.1 堰体应安装在顺直的、槽壁光滑和渠底水平的矩形行近渠槽内。5.3.2 行近渠槽顺直段长度应大于渠槽宽度
25、的5 倍。5.4 水位观测5.4.1 判别过堰流态,当下游水深超过堰顶上游总水头 7 5%时呈淹没流状态。流量计算需要双水位观测值。5.4.2 上游水位观测断面位于堰体上游2 h.处。5.4.3 淹没流时采用双水位观测。除按 5.4.2 水位观测外,在堰顶线下游 2 0 m m处设孔径为 1 0 m m、孔间中心距离为 7 5 m m的测压孔进行堰顶下游面不贴流区(S e p a r a t i o nP o c k e t)的压力观测。一般设 5 至 1 0 个测压孔,汇于一根连通管通向第二静水井。5.4.4 堰顶测压孔最好位于堰顶中心线附近。对于堰宽大于 2 m的堰体,测压孔可以偏离中心线
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