我們談水表自轉(zhuǎn)的時(shí)候，究竟在談些什么？

我們平常使用的速度式水表，無(wú)論口徑大小，也不論是葉輪、電磁還是超聲波水表，多多少少都遭遇過(guò)這樣的詰難——用戶實(shí)際沒(méi)有用水，而水表卻有累計(jì)流量產(chǎn)生的現(xiàn)象，我們稱(chēng)之為水表自轉(zhuǎn)或空轉(zhuǎn)。
 

面對(duì)水表自轉(zhuǎn)，用戶憤懣，供水部門(mén)焦躁，表計(jì)處處陪著小心。當(dāng)我們談水表自轉(zhuǎn)的時(shí)候，我們究竟在談些什么？

是在談?dòng)脩趔w驗(yàn)？

用戶說(shuō)，我不相信這個(gè)讀數(shù)。

是談水表品質(zhì)？

水司說(shuō)，你這是個(gè)什么表，滴水不走，不用水倒是走。

是談測(cè)量環(huán)境？

表計(jì)默默地想，要水表不計(jì)數(shù)呢，除非管道里的水靜止。

從水力學(xué)或流體力學(xué)角度考慮，管道內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)可分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩大類(lèi)。當(dāng)水流狀態(tài)從一種穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榱硪环N穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其中間的不穩(wěn)定流態(tài)稱(chēng)為過(guò)渡過(guò)程或瞬變流，在水行業(yè)，俗稱(chēng)水錘。在水錘的影響下，水表受到不穩(wěn)定瞬變流的干擾。相對(duì)而言，如果用戶正在用水，那么管道里的流量大小、方向、壓力都不會(huì)隨時(shí)間變化，我們把這種流態(tài)叫定常流。

水表自轉(zhuǎn)的形成

水錘壓力波以聲速a在管道內(nèi)傳播，傳播速度大約為1000m/s，產(chǎn)生的高壓可能超過(guò)10MPa，是水表最大允許工作壓力的十倍；而其延續(xù)的時(shí)間僅百分之幾秒。由于壓力波速度如此快捷，管道上的壓力表根本無(wú)法顯示出管道系統(tǒng)內(nèi)這種瞬間彈性的壓力波動(dòng)，水表也經(jīng)常來(lái)不及計(jì)量快速的流量變化。

自轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，瞬變流在管道里來(lái)回振蕩，壓力、流速、流向都快速變化，正向、反向、斜穿、打著漩渦通過(guò)水表。瞬變流壓力與流量很多時(shí)候都超過(guò)常用水表的額定工作條件，不僅壓力超標(biāo)，流量也可能會(huì)超標(biāo)，小于水表的最小流量Q1，或大于過(guò)載流量Q4。例如普通20水表的量程范圍是50升/h到5m3/h，靈敏度6升/h，那么小于6升/h和大于5m3/h的流量大部分沒(méi)有被記錄，50升/h以下的流量也是粗略記錄，沒(méi)有準(zhǔn)確度要求。

設(shè)定水表的下游是封閉端，不會(huì)有水流出。水表上游是各種瞬變流壓力波疊加、反射造成的振蕩流環(huán)境，當(dāng)水表剛好處在瞬變流環(huán)境里時(shí)，難免發(fā)生自轉(zhuǎn)。由于水表的響應(yīng)時(shí)間、靈敏度以及有效量程的限制，這些瞬變流的流量只有部分被水表計(jì)量，積累產(chǎn)生了累計(jì)流量。累計(jì)流量或正或負(fù)，我們所知是以正向居多。因?yàn)樵谶^(guò)水量相同的情況下，一般水表正向計(jì)量總是比反向計(jì)量多；還因?yàn)橹挥姓蚶塾?jì)流量會(huì)引起費(fèi)用爭(zhēng)議。

水表自轉(zhuǎn)的原因

一般供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理的情況下，瞬變過(guò)程都在可接受的范圍內(nèi)，供水管網(wǎng)包括二次供水系統(tǒng)中供水壓力穩(wěn)定，最大和最小壓力都在規(guī)定的限制范圍內(nèi)。水表發(fā)生自轉(zhuǎn)的原因可能為：

水表安裝位置不當(dāng)，恰好是瞬變流活躍之處，而又沒(méi)有采取防護(hù)措施；

一個(gè)穩(wěn)定的供水系統(tǒng)會(huì)由于邊界條件忽然變化而導(dǎo)致管系壓力波動(dòng)劇烈，流量狀態(tài)陡變，比如主干管添新支線，鄰近處新增水泵，地下大型施工等。

當(dāng)供水系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)不夠規(guī)范，或施工中減省了許多細(xì)節(jié)，如排氣閥，穩(wěn)壓閥，減壓閥，逆止閥等，或因?yàn)楣艿乐惫芏尾粔?，管道本身質(zhì)量問(wèn)題等，也可能引起水表自轉(zhuǎn)。

產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的供水管網(wǎng)，需要修正其系統(tǒng)布置或系統(tǒng)參數(shù)，或者裝設(shè)各種控制設(shè)備并再次對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，重復(fù)該過(guò)程直至滿意為止。自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的起因很多，但一般發(fā)現(xiàn)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的時(shí)候，供水系統(tǒng)布置已經(jīng)不易更改，我們盡量通過(guò)單向閥、穩(wěn)壓閥、排氣閥、防自轉(zhuǎn)閥來(lái)改善系統(tǒng)，為水表保持穩(wěn)定的測(cè)量環(huán)境，減少壓力波動(dòng)和瞬變流。

防止自轉(zhuǎn)的方法

自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的原因是瞬變流，那我們可以想辦法來(lái)消除瞬變流，消除不了就削弱它。對(duì)于壓力和流量特別大的瞬變流，超出水表的計(jì)量范圍，我們只能盡量削減壓力波幅度，減少流量，然后才能記錄確切過(guò)程量，使水表累計(jì)流量準(zhǔn)確。對(duì)于特別微小的瞬變流，發(fā)生頻率高而且無(wú)從避免，準(zhǔn)確計(jì)量成本太高，我們可以選擇忽略它：降低水表靈敏度，使微小瞬變對(duì)計(jì)量不產(chǎn)生影響。