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现场评估:测量流量 & Head

马特·戴迪,巴德学院物理学教授,物理项目主任

决定你能从水力发电站获得的电力和能量的两个主要因素是流量, 或者数量和头部. 在这里了解流量、面积和速度之间的关系: 可汗学院:流量

测量流

流量, Q, 在单位时间内通过截面的流体的体积是多少, 单位为立方米/秒(m³/s).  因为水高度不可压缩, 对于一个给定的水通道, 水的体积必须始终保持不变.

如图1所示,水通过管道, 体积流量保持不变, 但是随着管道的横截面积减小, 水的速度增加了.  流量之间的关系, 水速度, 横截面积用方程表示, Q = A V, A是横截面积,V是水流速度.  也就是说,在图1的示例中, Q = A1 V1 = A2 V2 .   这种关系也适用于河流或堰宽的变化.

为了获得最准确的流量数据为您的网站在较长的一段时间, 查看历史流量数据很重要.  十大外围足彩网站app已经提供了使用美国地质调查局网站流量数据的指南 利用国家水资源信息系统.  如果您的站点的最近数据不可用,那么查看附近站点的数据可能会有帮助, 通常在50英里范围内.  这个距离是理想的,因为只有具有相似天气和地质模式的地点才能进行准确的比较.

现场的流速可以使用流量计在现场测量, 或者这里描述的其他技术, 但仅仅几次测量并不能给出全年或多年的流量的全貌, 你需要哪一个来预测这个电站作为水力发电来源的可靠性.  全年, 随着季节的变化,流动的水体会经历自然的变化.  这些机构也可能会经历干旱或洪水,这取决于季节,了解这些事件的时间是非常重要的,当涉及到你的网站的可行性.  可视化网站可靠性的常用方法是绘制流量持续时间曲线.  您可以从站点获取流量数据,并将这些数据组织到一个图表中,以查看站点产生一定流量的频率.

测量头

水头是进水口位置的水面与水轮机轮之间的高度差.  有几种方法可以用来确定一个地点是否适合水力发电.  第一种估计场地头部的方法是利用地理信息系统(GIS)数据, 美国地质调查局(USGS)提供的.  支持这种全州范围分析的最一致的数据是一个分辨率为10米的高程模型.  这个数据太不准确了,对小型水电站点没有帮助,比如半米(1.5英尺)的额外头部已经可以决定一个项目是否经济可行.  其他来源的一些数据分辨率更高,但在全州不一致.  在美国国内也有一些地方.S. 哪里有更高的分辨率, 在不久的将来,其他地区的地图质量和细节也会有所提高.

遥感是另一种可以用来确定你是否有一个可行的水力发电站的方法.  这种方法可能包括多种方法,包括从空中机器人(小型无人系统或sUAS)捕获的图像。, 地面近距摄影测量, 地面激光扫描或者这些的组合.  所有这三种方法都需要特定的设备和熟练的专业人员才能成功.  灌木, 在考虑遥感技术时,树木和场地特定的地质地形可能会导致复杂性. 用遥感技术完美地分析目前水头差异所需要的努力可能很容易超过评估小型水电站潜在水头的适当努力.

直接测量依靠传统的测量技术直接测量两点之间的高程差. 这种方法不需要任何特殊设备, 尽管内置水平仪的激光测距仪可以提高这种方法的效率和精度.  直接测量需要一个两个人的团队.  一种方法是在下坡时使用视力计,而你的助手则使用一侧带有刻度的测量杆.  在进气口的表面水平照射视点,你的助手可以用高杆测量水平激光离地面的高度.  一旦测量出高度差, 重新定位瞄准线到柱子的底部,重复第一步.  继续重复这些步骤,直到到达建议的涡轮机位置.  一旦你到达这个位置, 将所有测量的高度相加,计算出网站头部的总高度.  测量上坡工地的顶部, 在涡轮机位置上方的固定距离水平照射视线.  你的助手是否站在你前面光照到地面的地方.  从这个位置, 不断重复第一步,同时升高到进水口的高度.  一旦你到达了入口, 将所有测量值相加,计算出网站的总标题.

这里所呈现的是对所述方法的重新措辞 Micro-hydro-power.com 和类似的地方. 其他方法也在 能源.政府.


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