فلومها (Flumes)
يكي ديگر از ابزارهاي اندازه گيري آب فلوم است. براي اندازه گيري دبي در فلومها پس از عبور آب از يك گلوگاه و تغيير وضعيت سرعت آب به سرعت بحراني، ارتفاع آب قرائت مي شود، آنگاه براساس نوع ابزار، از جداول مربوطه استفاده شده و اين ارتفاع به دبي تبديل مي شود. گلوگاه ايجاد شده توسط تنگ كردن عرض، بالا آوردن كف، و يا تركيب هردو قابل حصول است. فلومها برعكس سرريزها نيازي به بالا آوردن زياد كف آبراهه كه منجر به ته نشست رسوب مي شود، نيست و بطور عادي از رسوب پاك مي مانند.
فرمول عمومي محاسبه دبي از فلومها بصورت زيراست:

كه در اين رابطه
Q: دبي آب ( برحسب متر مكعب بر ثانيه)
A: سطح مقطع كنترل در محل اندازه گيري ارتفاع(متر مربع)
H: اختلاف ارتفاع بين سطح آب و كف (به متر)
K: ضريب است.
بطور كلي هر فلوم از سه قسمت تشكيل شده است:
• - قسمت همگرا يا Converging Section: اين بخش ورودي آب را تشكيل مي دهد.
• - قسمت گلوگاه يا Throat Section: اين بخش در واقع مقطع كنترل فلوم محسوب مي شود و در آن جريان به حالت بحراني تبديل مي شود.
• -قسمت واگرا يا Diverging Section: در اين قسمت آب خروجي يك جهش هيدروليكي (Hydrualic Jump) را ايجاد مي كند.
نكته در خور توجه در مورد استفاده از فلومها اينكه جريان آب در گلوگاه مي بايست به صورت جريان آزاد (Free Flow) و با عمق بحراني (Critical Depth) باشد و اين مهم هنگامي تحقق پيدا مي كند كه سطح آب پاياب فلوم آنقدر بالا نباشد كه روي جريان گلوگاه تاثير بگذارد. در غيراينصورت جريان شكل مستغرق يا غرقابي (Submerged Flow) به خود مي گيرد.
فلومها را برحسب اندازه گلوگاه به دو دسته فلومهاي بلند و فلومهاي كوتاه تقسيم بندي مي كنند. در فلومهاي بلند حداقل به اندازه دوبرابر ارتفاع آب در فلوم است و امكان توزيع فشار هيدرواستاتيكي در مقطع كنترل وجود دارد. در اين حالت معادله مشخصي بين دبي و ارتفاع آب قابل دستيابي است. اما در فلومهاي گلو كوتاه به دليل عدم توزيع فشار هيدرواستاتيكي لازم است در آزمايشگاه رابطه اي واسنجي شده بين دبي و ارتفاع آب بدست آورد. پارشال فلوم، فلوم كات تروت، فلومهاي WSC، فلومهاي HS و فلومهاي ذوزنقه اي از دسته فلومهاي كوتاه هستند.

پارشال فلوم
اين نوع فلوم كه اولين بار در سال 1920 شخصي بنام پارشال (R. L. Parshal) جهت اندازه گيري آب ابداع نمود. استوانه اندازه گيري آب در اين نوع فلوم در قسمت همگرا قرار دارد. در قسمت گلوگاه ديواره موازي بوده و كف پارشال فلوم نيز شيب سرپائيني دارد. پارشال فلومها را بر اساس عرض گلوگاه تقسيم بندي مي كنند.
پس از آنكه جريان از گلوگاه عبور كرد وارد قسمت واگرا مي شود و تشكيل يك جهش هيدروليكي (Hydraulic Jump) را مي دهند. كف فلوم در اين قسمت شيبي رو به بالا دارد. در پارشال فلومهاي بزرگ روزنه ديگري نيز در اين قسمت نصب مي كنند تا ارتفاع را بتوان مجدداً قرائت نمود. اگر جريان به حالت آزاد باشد و پس زدگي آب در پائين دست برروي ارتفاع آب در بالادست تاثير نگذارد، تنها يك اندازه گيري كفايت مي كند. در غير اينصورت استفاده از ارتفاع آب در قسمت واگرا ضروري خواهد بود. در حالت استغراق (عدم جريان آزاد) نسبت ارتفاع آب در مقطع واگرا به ارتفاع آب در قسمت همگرا را به نام نسبت استغراق (Submergence Ratio) مي نامند كه عددي كمتر از يك را نشان مي دهد. حد مجاز اين نسبت بسته به نوع پارشال فلوم معين است. چنانچه پارشال فلوم در شرايط جريان آزاد باشد دبي از فرمول زير محاسبه مي شود:
 

 كه در اين معادله Qدبي، K ضريب ثابت، ha ارتفاع آب در مقطع همگرا و U يك ضريب است. در شرايط غرقابي بايد اين دبي را اصلاح كرد:

كه در اين معادله Qs دبي اصلاح شده، Q دبي برآورد شده و Qe دبي ايجاد شده در اثر غرقابي (ازجداول مربوطه مي باشد).
 

كات تروت يا گلو بريده (Cut throat flume)

گلو بريده يكي از انواع فلوم است كه برخلاف پارشال فلوم فاقد بخش گلوگاه مي باشد. به همين لحاظ به آن گلو بريده اطلاق مي شود. كف دستگاه تراز بوده و صرفاً داراي يك بخش واگراست كه جايگاه اندازه گيري در بخش واگرا مي باشد. طول بخش واگرا بيشتر از بخش همگراست. معادله دبي از رابطه زير تبعيت مي كند:

در اين معادله Q مقدار دبي، K ضريب تبديل واحد، K_f ضريبي است كه براساس طول كات تروت از جداول مخصوص تعيين مي شود، W عرض گلوگاه، h ارتفاع آب در پيزومتر نصب شده در بخش واگرا nf ضريبي است كه از جدولهاي خاص اين فلوم بدست مي آيد.
در اين معادله Q مقدار دبي، K ضريب تبديل واحد، K_f ضريبي است كه براساس طول كات تروت از جداول مخصوص تعيين مي شود، W عرض گلوگاه، h ارتفاع آب در پيزومتر نصب شده در بخش واگرا nf ضريبي است كه از جدولهاي خاص اين فلوم بدست مي آيد.

فلوم دايره اي
نمونه اي ديگري از فلومها فلومهاي دايره اي هستند. اين فلومها ابزارهاي ساده اي هستند و از دولوله عمود برهم تشكيل شده اند. قطر يكي از لوله ها كه جريان از آن عبور مي كند سه برابر ديگري است. لوله كوچكتر از طريق شياري وارد لوله اصلي شده و با عمود شدن بر مسير جريان مقطع را دچار تنگ شدگي مي كند. تنگ شدن مقطع لوله منجر به ايجاد جريان بحراني و مقطع كنترل مي شود. قرائت از طريق خط كشي در لوله عمود كوچكتر صورت مي گيرد. دبي خروجي تابع ارتفاع مي باشد. مقدار دبي از جداول واسنجي شده قابل حصول است.

همچنين نگاه كنيد به ...

اندازه گيري دبي در رودخانه ها و آبراهه هاي طبيعي با مولينه

 سرريزها و انواع آن