明渠流速计算的Parshall水槽方程
简介
Parshall水槽广泛用于明渠流量测量，特别是含有悬浮固体的流量，例如废水处理厂的流量。Parshall水槽有一个汇流段、喉部和分流段，有点像文丘里水槽。它还规定了通道底部坡度的变化，如下一节的图表所示。Parshall水槽方程可用于基于测量水头的流速计算，下一节将讨论用规定尺寸构造的Parshall水槽。
Parshall水槽配置和尺寸
Parshall水槽的大小由其喉道宽度指定。可提供Parshall水槽喉部尺寸
宽度从1英寸到50英尺。1英寸的水槽将在0.2英尺的水头处携带0.03立方英尺的流量，而50英尺的Parshall水槽将在5.7英尺的水头处携带3000立方英尺的流量。左边的图表显示了Parshall水槽的整体配置。右图显示了一个用于明渠流量测量的小型Parshall水槽。
喉道宽度从1英尺到8英尺的Parshall水槽的标准尺寸见左图下面的表格。
图片来源:蒙特祖玛山谷灌溉公司
对于表中喉道宽度的范围，图中其他尺寸在以下值为常数:
E = 3 ' -0"， F = 2 ' -0"， G = 3 ' -0"， K = 3英寸，N = 9英寸，X = 2英寸，Y = 3英寸。
Parshall水槽中的自由流动和淹没流动
当通过水槽喉部的流量不受下游流量的影响时，通过Parshall水槽的流量被称为“自由流动”。在这种情况下，Parshall水槽喉部应该可以看到水压跳跃。如果下游水位足够高，水流被回流到喉道，水力跳变就看不见了，流称为淹没流。区分自由流和淹没流的定量标准使用两个位置的水头测量，Ha和Hb，如左侧图表所示。以下是几种喉道宽度范围的判断标准:
对于1 " < W < 3 ": Hb/Ha < 0.5时自由流动;Hb/Ha > 0.5的淹没流
对于6 " < W < 9 ": Hb/Ha < 0.6自由流动;Hb/Ha > 0.6淹没流量
对于1 ' < W < 8 ': Hb/Ha < 0.7的自由流动;Hb/Ha > 0.7的淹没流
对于8 ' < W < 50 ': Hb/Ha < 0.8的自由血流;Hb/Ha > 0.8淹没流量
Parshall水槽自由流动方程
Parshall水槽自由流量方程为Q = CHan，其中Q为通过流量
水槽的单位是cfs, Ha是水槽上方的头部，单位是ft(在上图中Ha所示的点处测量)，C和n是给定喉宽的Parshall水槽的常数。右边的表中给出了选定喉道宽度从1英寸到50英尺的C和n值。
在淹没流条件下，可以用图表和表格来确定通过Parshall水槽的流量。
此外，还可以下载Excel电子表格模板，用于在自由流动和淹没条件下对Parshall水槽进行流量计算，使用美国或S.I.单位，请参阅文章。Excel公式计算与Parshall水槽方程”。
计算例子
问题陈述:考虑一个6英尺的Parshall水槽在自由流动条件下运行，水头Ha = 3.5英尺。通过这个Parshall水槽的流量是多少?
解决方案:对于喉道宽度为6英尺的Parshall水槽，C = 24.00, n = 1.59，来自上表。然后可以使用Parshall水槽自由流动方程:
Q = CHan = (24)(3.51.59) =175.9慢性疲劳综合症
参考文献
进一步信息参考:
1.美国环境保护署,污水处理厂使用Parshall水槽和Palmer Bowlus水槽的推荐操作规程epa600/2 - 84 - 180, 1984。
2.沃尔，托尼·LParshall槽内淹没水流的计算公式，美国科罗拉多州丹佛市垦荒局。
3.美国内政部，垦务局，水量测量手册， 2001年修订，1997年第三版。
这篇文章是“明渠流量测量”系列的一部分
明渠流速测量通常是通过测量水深变化来完成的。这可以用堰或水槽来完成。常见的类型有尖冠堰(包括v型缺口堰、矩形堰和cipolletti堰)、宽冠堰、Parshall渡槽和文丘里渡槽。