Приборы для измерения скоростей

.

Наиболее простым прибором являются поплавки – поверхностные и глубинные. Также поплавки бывают точечные и интеграционные.

Точечные поплавки измеряют скорость по длине заданного слоя жидкости, перемещаясь вдоль него. Точечный поплавок может быть поверхностным, если он движется по свободной поверхности потока и глубинным, если он движется в слое жидкости на заданной глубине.

Интеграционные поплавки служат для измерения скорости всех слоев в пределах заданной толщи потока. Обычно интеграционные поплавки используют для определения средней скорости. К интеграционным относят всплывающие поплавки и гидрометрические шесты – плывущие свободно шесты с пригруженным нижним концом.

Рис. 1.8. Схема определения скорости интеграционным поплавком

Скорость всплытия Woопределяется предварительно в стоячей воде. Средняя по вертикали скорость потока V определится как отношение расстояния l от места погружения поплавка до точки его всплытия к времени ,в течение которого поплавок всплывает: /

Как показал статистический анализ, между средней поверхностной скоростью Vпови средней скоростью V всего потока в данном его сечении существует устойчивая связь: V = k1Vпов (k1 = 0,55 для заросшего русла; k1 = 0,64 для каменистого русла; k1 = 0,74 для песчаного и глинистого русла).

Вертушка – основной гидрометрический прибор, применяется для измерения скоростей в большинстве речных потоков с более или менее прямоструйным течением, и особенно на больших реках. Однако вертушка не может применяться в потоках с медленным течением, так как, даже имея большую чувствительность, она не в состоянии фиксировать малые скорости. В этом случае применяются специальные поверхностные поплавки.

Такая вертушка состоит из следующих основных частей: 1) лопастного винта, или ротора; 2) оси, на которой вращается лопастной винт, или ротор; 3) корпуса вертушки; 4) счетно-контактного механизма; 5) хвостового оперения или руля. Вертушки снабжаются принадлежностями для опускания их в воду и обеспечения сигнализации. Наибольшее распространение в нашей стране получили гидрометрические вертушки с горизонтальной осью вращения типа ВЖМ-3. Вертушки имеют два диапазона измерения скоростей в зависимости от диаметра и шага лопастного винта: 0,1-2 м/с и 2-5 м/с.

Вертушки опускаются в воду при небольших глубинах на штангах, при больших на тросе.

Скорость течения определяется по формуле:

V=kn+Vo,

где k – тарировочный коэффициент;

n – число оборотов вертушки в единицу времени (с^-1);

Vo– начальная скорость, приводящая лопасть вертушки во вращение (или её чувствительность).