гидробаланса, призванного обеспечить необходимое соотношение параметров водозапаса и водозабора;

экономичности водных ресурсов, имеющей целью сокращение расхода воды в первую очередь путем уменьшения непроизводительного расходования.

В частности, интересующая нас производительность есть объемная пропускная способность канала qv (м3/с). Это произведение поперечного сечения А (м2) трубопровода и скорости V (м/с) движения воды по трубопроводу:

qv = A•V.

При этом если искомым параметром берется расход воды, то считать следует не одномоментную пропускную способность, а средние значения за более или менее продолжительный период.

Гидробаланс
Для оптимизации работы водопроводной сети основополагающими факторами считаются:

Точные детализированные данные по мощности имеющихся источников водоснабжения, обслуживающих расчетную водопроводную сеть, и по расходным объемам в точках водопользования. Следовательно, измерительное оборудование следует устанавливать в каждой точке, где в сеть поступает вода.

Мониторинг водопотерь. Обеспечивается замерами общего водопотребления на ограниченных участках водопользования, замерами водопотока в течение суток с отметками минимальных значений в ночной период и т. п. Особую важность имеют проверка и калибровка измерительного инструмента, используемого для определения объемов воды, подающейся в водопроводную сеть, метрологические параметры счетчиков воды в точках водопользования, тщательный анализ расхода, не подлежащего учету посредством бытовых счетчиков, определение водопотерь и оценка целесообразности проведения восстановительных работ на водопроводной сети. Для получения сопоставимых результатов водопроизводительности на входе и выходе данные со счетчиков следует снимать одновременно.

Инструментальное оборудование
Существуют два вида измерительных приборов для определения производительности водоподающих каналов. На магистральных каналах чаще всего применяются датчики моментной пропускной способности. речь идет о старом способе дроссельного перекрытия: диафрагма, диффузор, трубка Вентури. На водопользовательских терминалах применяются водяные счетчики. В основе действия этих устройств (турбосчетчик или гидрометрическая вертушка) лежит v прохождения воды по трубопроводу. Она определяет v вращения механизма счетчика, и пропорционально числу его оборотов рассчитывается объем проходящей воды. За последние годы появились новые методики расчета параметров водяных потоков в магистралях под давлением. Наиболее удачными признаны электромагнитный и ультразвуковой способы.

Электромагнитные измерительные устройства
Данные приборы основаны на законе электромагнитной индукции Фарадея: проводящее тело, движущееся в магнитном поле, индуцирует перпендикулярно его силовым линиям и в направлении потока напряжение Ve, определяемое уравнением

Ve = B•L•v,

где B – сила магнитного поля (индукция); L – длина проводящего тела; v – v перемещения проводящего тела.

В таких устройствах магнитное поле генерируется двумя бобинами, работающими от источника переменного тока, а съем индуцированного напряжения осуществляется через два изолированных электрода. Проводящим телом выступает жидкость, перемещающаяся по водопроводу (она должна иметь проводимость не ниже определенного значения), параметр v – это ее средняя скорость, а L – расстояние м. электродами. Ось электродов, магнитное поле и направление движения водяного потока перпендикулярны друг к другу. С учетом того, что средняя v водяного потока v равна соотношению м. пропускной способностью qv и сечением трубы А, и что индукция В и расстояние м. электродами L остаются неизменными, в конечном итоге напряжение Ve пропорционально объемам пропускаемой воды. Таким образом, умножив снятое со счетчика значение напряжения на показатель пропорциональности, мы определим производительность канала.

Прибор может монтироваться (посредством фланцевого соединения) на любом участке трубы. рек. вертикальная установка, при которой на электродах не будут скапливаться отложения, а сами они не попадают в зону воздушных пустот.

Место для установки счетчика следует выбирать на определенном расстоянии (3–5 диаметров измерителя, когда такой диаметр равен диаметру водопроводного канала) от участков трубопровода, где могут возникать завихрения потока (вентили, спускные клапаны, поворотные колена и пр.), чтобы замер производился в зоне покоя.

аппараты такого рода отличаются хорошей точностью, в том числе на магистралях с загрязненными или абразивными жидкостями, не имеют движущихся элементов, не дают нагрузочных потерь по содержимому канала и позволяют делать замеры в обоих направлениях. В настоящее время они все чаще и весьма успешно вытесняют из обихода традиционные счетчики дроссельного и поплавкового типа.

Ультразвуковые счетчики
Ультразвуковые счетчики в фиксированном исполнении – это измерительная трубка, которая врезается посредством фланцевого соединения на участке водопровода (и становится его неотъемлемой частью). Помимо этого, имеются портативные версии прибора, измерительные элементы которого накладываются с внешней стороны водопроводной магистрали. соблазнительность портативных версий в том, что замеры пропускной способности водоводных каналов производятся оперативно по мере необходимости и не требуют дорогостоящих установочных работ.

Принцип работы ультразвуковых приборов основан на действии звуковой волны, пропускаемой по текущей жидкости – в попутном движению жидкости направлении (от А к Б) волна движется быстрее, нежели в противоположном (от Б к А). Таким образом, средняя v движения воды и, соответственно, рассчитываемая пропорционально ей пропускная способность канала определяется путем замера времени прохождения контрольных участков Т1 и Т2, а точнее разницы м. ними: Т2 Т1.

Пара датчиков (измерительных преобразователей) монтируется на магистрали с диаметрально противоположным разносом. Каждый из датчиков попеременно выступает в роли передатчика и приемника ультразвукового сигнала, генерируемого пьезоэлектрическими кристаллами. Они устанавливаются под определенным углом (45°) к оси водопроводной магистрали. Иногда для замеров на крупногабаритных каналах применяются две пары датчиков. В измерительных устройствах фиксированного типа применяются погружные датчики, находящиеся в непосредственном контакте с жидкостью, текущей по каналу. Соответственно в портативных версиях используются сухие датчики – здесь звуковой сигнал поступает в воду, проходя через стенки канала. Устройства первого типа обеспечивают более точные результаты в силу более точной установки датчиков и отсутствия затухания сигналов, которое неизбежно возникает изза явления рефракции в приборах второго типа на этапе прохождения сигнала через стенки канала. Тем не менее приборы первого типа по прошествии определенного срока подвержены ухудшению функциональных свойств изза образования накипи на датчиках, обуславливающей ослабление рабочего сигнала. На магистралях малого диаметра в целях улучшения замера времени прохождения звуковой волны можно использовать следующий способ: направлять волну не непосредственно на приемный датчик, а пропускать ее через серию отражений (зигзаг). Звуковой сигнал, принятый датчиком, выполняющим в тот момент функцию приемника, преобразуется в электрический сигнал и передается на электронное устройство, которое обрабатывает его и на его основе рассчитывает среднюю v движения потока и, следовательно, пропускную способность водоподающего канала. Ультразвуковые счетчики также позволяют делать замеры в обоих направлениях. Датчики здесь статические, поскольку не имеют никаких движущихся элементов и в цикле замеров не дают нагрузочных потерь по содержимому канала.