JIS B 7557:2019 排水流量計―取引又は証明用 | ページ 6

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                                   図B.2−面速式流量計の試験
B.1.3 留意事項
  取引用排水流量計の試験は,流量体積積算値によって評価すべきであるが,実流試験が困難な場合は,
瞬時流量で行ってもよい。

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                                          附属書C
                                          (参考)
                        パーマ・ボーラスフリューム式流量計
C.1 一般
  この附属書は,人工の開水路を流れる水の流量測定に用いるP.B.フリューム式流量計について,記載す
る。
    注記 常流で流れる開水路の途中を絞ると,この絞り部(スロート部)に限界流が生じ,流量は上流
          側水深の関数として求めることができる。P.B.フリュームは,この原理に基づく流量計であっ
          て,定められた形状・寸法のフリューム本体を水路に設置し,スロート部から上流側の水深を
          測定して,流量を演算・指示するものである。
C.2 P.B.フリューム各部名称及び寸法例
  P.B.フリューム各部名称及び寸法例を,図C.1に示す。
                                                                        D :  P.B.フリューム口径
                                                                        hu :  水深計測点水深
     図に示す寸法比は,各社で製作するP.B.フリューム寸法の一例である。
                           図C.1−P.B.フリュームの各部名称及び寸法例
C.3 測定原理
  P.B.フリュームの流れを,図C.2に示す。

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                                      h1 :  計測点管底からの質点の位置水頭(m)
                                      h2 :  計測点質点への圧力水頭(m)
                                      hu :  計測点水深(m)
                                      h3 :  限界点クレスト面からの質点の位置水頭(m)
                                      h4 :  限界点質点への圧力水頭(m)
                                       hc :  限界点水深(m)
                                      Vu :  計測点質点の流速(m/s)
                                      Vc :  限界点質点の流速(m/s)
                                        t :  クレスト高さ(m)
                                      Ac :  限界流部流れの断面積(m2)
                                      Wc :  限界流部水面の幅(m)
                                図C.2−P.B.フリュームの測定原理
  管底を基準とした計測点(クレストの上流端から口径と同じ距離だけ上流の位置)での,ある質点の比
エネルギーをEuとし,その質点が限界点に移動したときの比エネルギーをEcとすると,
                                     Vu 2     Vu 2
                         Eu  h1  h2       hu        (C.1)
                                      2g       2g
                                     Vc 2        Vc 2
                         Ec  h3  h4       t  hc       t  (C.2)
                                      2g          2g
                      ここに,   h1 :  計測点管底からの質点の位置水頭(m)
                                 h2 :  計測点質点への圧力水頭(m)
                                 hu :  計測点水深(m)
                                 h3 :  限界点クレスト面からの質点の位置水頭(m)
                                 h4 :  限界点質点への圧力水頭(m)
                                 hc :  限界点水深(m)
                                 Vu :  計測点質点の流速(m/s)
                                 Vc :  限界点質点の流速(m/s)
                                   t :  クレスト高さ(m)
                                  g :  重力加速度(m/s2)
  エネルギー保存則によってEu=Ec[式(C.1)=式(C.2)]となるので,次の式が成り立つ。
                            Vu 2      Vc 2
                         hu       hc       t  (C.3)
                             2g        2g
  また,限界流部のある流量Qにおけるエネルギー式[式(C.2)]で,エネルギーが最小となる条件

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                         dE
                             0
                         dh
から,限界流部では次の式が成立する。
                        Q = Vc・Ac  (C.4)
                         Q2   Ac3
                                    (C.5)
                          g   Wc
                             Ac3 g
                        Q           (C.5')
                              Wc
                      ここに,    Q :  流量(m3/s)
                                 Ac :  限界流部流れの断面積(m2)
                                Wc :  限界流部水面の幅(m)
  Ac,Wcは限界点水深hcの関数であり,式(C.5')は限界流の流量が限界点水深hcから求められることを
示している。
  ここで,P.B.フリュームの流量Q(限界流部の流量と同じ)は,次の式でも表すことができる。
                        Q = Vu・Au  (C.6)
                      ここに,   Au :  水深計測部(常流部)流れの断面積(m2)
  式(C.3),式(C.4),及び式(C.5)から,次の式を得る。
                            Vu 2       Ac
                         hu       hc       t  (C.7)
                             2g       2Wc
  また,式(C.6)及び式(C.7)から,次の式を得る。
                               Q2         Ac
                         hu          hc       t
                             2g Au 2     2Wc
                                                     (C.8)
                                     Ac       Q2
                            hu  hc       t
                                    2Wc     2g Au 2
  式(C.8)で,Ac,Wc,及びQはhcの関数であり,Auはhuの関数であるので,式(C.8)を成立させるhu
及びhcを特定すれば,上流側水深huを計測することによって,流量Qが求められることになる。実際の
計算では,コンピュータを使用した逐次近似法などでhuにおけるQを求める。
C.4 P.B.フリュームの様々な形状
  C.3に記載した測定原理に基づく流量計をP.B.フリューム式流量計と呼び,その形状は,上部開放形,
管きょ(渠)接続形,管きょ(渠)内挿入設置形,ます(桝)内設置形,吐出口接続形などが多く使用さ
れている。また,スロート部が台形,卵形のものなどがあり,各製造業者から水深−流量特性が示されて
いる(図C.3図C.7参照)。
  一般に,排水路は,その性質上暗きょ(渠)であることが多く,口径が大きくなるとP.B.フリュームの
計測点への搬入方法が問題になることが多い。このため,分割組立型のP.B.フリュームも製作されている。
下水道などでは,供用開始直後の初期流量に対応するため,さらに,スロート部に着脱可能な絞りを挿入
したインサート形,大小のP.B.フリュームを組み合わせた親子形などが設置されている。
  管きょ(渠)挿入設置形は,設置作業及び維持管理が管きょ(渠)内となるため,呼び径800 mm以上
の管きょ(渠)であることが望ましい。
  ます(桝)内設置形は,狭小形状であり,いっ(溢)水が発生しやすいので,汚物が堆積しにくい卵形

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のクレストにしたものである。
  吐出口接続形は,吐出開始水深を変えないようクレストをなくし,スロート部を卵形にしたものである。
                                図C.3−上部開放形P.B.フリューム
                            図C.4−管きょ(渠)接続形P.B.フリューム
                                                                      呼び径D
                         図C.5−管きょ(渠)内挿入設置形P.B.フリューム

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