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[摘 要]水是人类生活中不可或缺的一部分,而人们对供水方面的认识不足,存在不少的误区,本文就日常生活中存在的一些问题做出相关的分析解答。
[关键词]流量 流速 压力
中图分类号:H319 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-243-01
一、供水压力越大,流量不一定越大
日常生活中很多人包括维修人员都存在一个认识误区,认为压力越大,管道流量越大。其实现场流量和压力之间没有一个特别的关系。
无论流量还是压力其来源均为水泵,由水泵的性能及工艺管道所決定。
从设计上讲,泵站的供出压力由其所控区域的自然高差、管线长度、楼层高度等决定,必须满足“最不利点”的用水需求。离泵站越远、管线越长,压力损失就越大,自然地势、楼层越高,所需压力就越大,三者综合即为“最不利点”。简单的说,压力决定了供水高度。泵站的供出流量由其所供区域的用水量决定,供水区域越大,用户越多,需要的流量就越大。
从计算角度讲,流量Q与流速 和过水面积A成正比,Q= *A。A由管道大小决定,A= πD2,式中D为管段直径。
根据均匀流流速公式: =C
式中
—管内的平均流速;
C—谢才系数;
R—水管的水利半径(R= );
i—单位管段的水头损失,或水利坡度;
水力坡度即单位长度管道两侧的压强差,压差是管内流体流动的动力,任何实际流体的流动都会有阻力的,压差正是用来克服阻力做功的。所以有压力,而没有压差时,流量仍为零。压力不大,但有较大的压差时,流量仍可能很大。相反压力很大,但压差很小时,流量也可能很小。
用流量q表示水利坡度为:
式中 ,叫做比阻。
通过雷诺试验,当流速较小时,水流各层有条不紊的运动,互不混杂,叫层流。当流速较大时,各流层形成涡体,互相混杂,形成紊流。层流时,沿程损失与流速的一次方成比例;紊流时,沿程损失与流速的1.75-2次方成比例。
给水管的水流流态分为3中情况:
(1) 阻力平方区,此时比阻a仅与管壁粗糙度有关,例如旧铸铁管和旧钢管在流速大于等于1.2m/s时或金属管内壁无特殊防腐措施时;
(2) 过度区,此时比阻a和管径、水管内壁粗糙度及雷诺数Re有关,例如旧铸铁管和旧钢管在流速小于1.2m/s时。
(3) 水力光滑区,此时比阻a和管径及雷诺数Re有关,但和水管内壁粗糙度无关,例如塑料管。
由此可见水利坡度由流速和管道材质有关,与压力大小无关,流量、流速与水利坡度可根据给排水设计手册中的水利计算表计算。由下表可知,当管材一定时,管径越大,水利坡度越大,流量越大,与压力无关,压力经过沿程损失慢慢降低。
综上,流量与压力不成正比关系,压力决定供水高度,流量由水泵及管道大小、材质等工艺参数决定。
二、管线分流与分压
我遇见过这么一个现象,有一个村庄,只有三十多户居民,区域比较分散,主管线为DN150mm,在界区阀门之前新接了一条管线给附近的新建小区。最近该村村长反映2楼水压不足,认为是附近新建小区管线分压所致。根据前面分析,流量与压力无关,由主管线分出一条支管线,流量分出一部分,而支线的压力基本上没有损失,应该和主管线的压力一致。后面证实了该村水压不足是附近有一漏点泄压所致。因此可见,分支管线只分流量,不分压力。
三、室内上水立杠的嗡鸣现象
日常维修中经常遇见居民反映室内上水立杠嗡嗡响,特别是夜里声音显得特别大,影响休息。这种现象有以下两个原因:
(1)声响一直持续,表明地下管线有漏水点。由于给水管线压力比较大,通常都在0.3MPa左右,管线腐蚀漏眼,水向外泄漏的声音特别大,室内上水立杠为金属管,传声效果特别好,特别是夜深人静的时候,感觉声音特别大,遇见这种现象应及时报修。
(2)居民放水后,响声特别大,持续几分钟后结束。这种情况是由于居民室内自己的上水阀门年久腐蚀结垢,阀门开不到位,造成勒水,故水流声大,有时甚至与管线形成共振,遇见这类情况只需更换进户阀门即可。
参考文献:
【1】 严煦世,范谨初主编。给水工程(第四版)北京:中国建筑工业出版社,1999
【2】 给排水设计手册,北京:中国建筑出版社,1986
【3】高速水力学国家重点实验室(四川大学)编 吴持恭主编 水力学(第三版),北京:高等教育出版社,2003
[关键词]流量 流速 压力
中图分类号:H319 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-243-01
一、供水压力越大,流量不一定越大
日常生活中很多人包括维修人员都存在一个认识误区,认为压力越大,管道流量越大。其实现场流量和压力之间没有一个特别的关系。
无论流量还是压力其来源均为水泵,由水泵的性能及工艺管道所決定。
从设计上讲,泵站的供出压力由其所控区域的自然高差、管线长度、楼层高度等决定,必须满足“最不利点”的用水需求。离泵站越远、管线越长,压力损失就越大,自然地势、楼层越高,所需压力就越大,三者综合即为“最不利点”。简单的说,压力决定了供水高度。泵站的供出流量由其所供区域的用水量决定,供水区域越大,用户越多,需要的流量就越大。
从计算角度讲,流量Q与流速 和过水面积A成正比,Q= *A。A由管道大小决定,A= πD2,式中D为管段直径。
根据均匀流流速公式: =C
式中
—管内的平均流速;
C—谢才系数;
R—水管的水利半径(R= );
i—单位管段的水头损失,或水利坡度;
水力坡度即单位长度管道两侧的压强差,压差是管内流体流动的动力,任何实际流体的流动都会有阻力的,压差正是用来克服阻力做功的。所以有压力,而没有压差时,流量仍为零。压力不大,但有较大的压差时,流量仍可能很大。相反压力很大,但压差很小时,流量也可能很小。
用流量q表示水利坡度为:
式中 ,叫做比阻。
通过雷诺试验,当流速较小时,水流各层有条不紊的运动,互不混杂,叫层流。当流速较大时,各流层形成涡体,互相混杂,形成紊流。层流时,沿程损失与流速的一次方成比例;紊流时,沿程损失与流速的1.75-2次方成比例。
给水管的水流流态分为3中情况:
(1) 阻力平方区,此时比阻a仅与管壁粗糙度有关,例如旧铸铁管和旧钢管在流速大于等于1.2m/s时或金属管内壁无特殊防腐措施时;
(2) 过度区,此时比阻a和管径、水管内壁粗糙度及雷诺数Re有关,例如旧铸铁管和旧钢管在流速小于1.2m/s时。
(3) 水力光滑区,此时比阻a和管径及雷诺数Re有关,但和水管内壁粗糙度无关,例如塑料管。
由此可见水利坡度由流速和管道材质有关,与压力大小无关,流量、流速与水利坡度可根据给排水设计手册中的水利计算表计算。由下表可知,当管材一定时,管径越大,水利坡度越大,流量越大,与压力无关,压力经过沿程损失慢慢降低。
综上,流量与压力不成正比关系,压力决定供水高度,流量由水泵及管道大小、材质等工艺参数决定。
二、管线分流与分压
我遇见过这么一个现象,有一个村庄,只有三十多户居民,区域比较分散,主管线为DN150mm,在界区阀门之前新接了一条管线给附近的新建小区。最近该村村长反映2楼水压不足,认为是附近新建小区管线分压所致。根据前面分析,流量与压力无关,由主管线分出一条支管线,流量分出一部分,而支线的压力基本上没有损失,应该和主管线的压力一致。后面证实了该村水压不足是附近有一漏点泄压所致。因此可见,分支管线只分流量,不分压力。
三、室内上水立杠的嗡鸣现象
日常维修中经常遇见居民反映室内上水立杠嗡嗡响,特别是夜里声音显得特别大,影响休息。这种现象有以下两个原因:
(1)声响一直持续,表明地下管线有漏水点。由于给水管线压力比较大,通常都在0.3MPa左右,管线腐蚀漏眼,水向外泄漏的声音特别大,室内上水立杠为金属管,传声效果特别好,特别是夜深人静的时候,感觉声音特别大,遇见这种现象应及时报修。
(2)居民放水后,响声特别大,持续几分钟后结束。这种情况是由于居民室内自己的上水阀门年久腐蚀结垢,阀门开不到位,造成勒水,故水流声大,有时甚至与管线形成共振,遇见这类情况只需更换进户阀门即可。
参考文献:
【1】 严煦世,范谨初主编。给水工程(第四版)北京:中国建筑工业出版社,1999
【2】 给排水设计手册,北京:中国建筑出版社,1986
【3】高速水力学国家重点实验室(四川大学)编 吴持恭主编 水力学(第三版),北京:高等教育出版社,2003