Describir el tipo de patrón de flujo en un sistema de drenaje. ¿Cuáles son las tasas de llenado de agua correspondientes?
1. Características de flujo de las tuberías de drenaje horizontales: La plenitud máxima de diseño de las tuberías de drenaje horizontales es 0,5~0,6.
La descarga de aguas residuales de los sanitarios interiores tiene las características de corta duración y gran caudal, especialmente en la sección de tubería de drenaje conectada al inodoro. La descarga repentina de este flujo de agua hace que el nivel del agua en la tubería aumente y puede llenar la sección de la tubería (cuando la relación entre el caudal y la capacidad de diseño de la tubería es pequeña, es posible que no se llene toda la sección de la tubería). En este momento, la energía cinética del aumento del caudal también aumenta en consecuencia, por lo que la capacidad de drenaje es mayor que el flujo uniforme estable en las mismas condiciones.
Este flujo es similar a las corrientes de marejada (también llamadas aguas rápidas) en ríos o estructuras hidráulicas. El flujo de lavado se descarga con alta velocidad y fuerza, lo que puede eliminar los sedimentos de la tubería y eliminar rápidamente las aguas residuales que contienen restos de papel, impurezas y otras sustancias sólidas. Sin embargo, cuando se produce un flujo rápido en la tubería horizontal (con flujo de agua) conectada al tubo ascendente, debido al aumento repentino de la energía cinética del agua, puede convertirse en un tapón de agua en un momento determinado durante el flujo hacia adelante, y el El tapón de agua se llenará en una determinada posición de los conductos, obligando al aire a fluir libremente y provocando su compresión y difusión.
El gas en el espacio de la tubería en el extremo frontal de este movimiento de la columna de agua se comprime para formar una presión positiva, que elevará la capa de agua atrapada hacia arriba en un corto período de tiempo, lo que se llama contrapresión. ; mientras que el volumen de gas en el espacio posterior cambia de dilución en dilución. La dilución crea una presión negativa y succiona el agua de la trampa. Tanto la presión positiva como la negativa pueden romper el sello de agua.
2. Características del flujo de agua en el tubo ascendente de drenaje: El valor recomendado de la tasa máxima permitida de llenado de agua α del tubo ascendente de drenaje es: 0,15~0,18 bajo la condición de la tubería de ventilación superior extendida, y 0,24~ 0,26 bajo la condición del tubo ascendente de ventilación dedicado.
Cuando las aguas residuales ingresan a la tubería vertical desde el ramal horizontal, su volumen de agua tiene un rápido proceso de aumento y un rápido proceso de disminución al final de la descarga. Por lo tanto, el flujo de agua hacia el tubo ascendente de drenaje interior es intermitente y desigual, y la tubería no siempre está llena de agua. Al mismo tiempo, dado que la mayor parte del tiempo está parcialmente lleno de agua, el flujo de agua debe transportar gas, que es un flujo arrastrado de dos fases gas-líquido.
La investigación experimental muestra que cuando la velocidad del flujo en el tubo ascendente es pequeña, el agua fluye en espiral alrededor de la pared del tubo, lo que se debe a la fricción generada por la pared rugosa del tubo. En este momento, la circulación de aire en el tubo vertical es normal, el volumen de ventilación es grande y la presión del aire es estable.
A medida que aumenta la cantidad de agua, el movimiento en espiral comienza a romperse, y cuando la cantidad de agua es suficiente para cubrir la pared de la tubería, el flujo en espiral se detiene por completo. La razón por la cual el flujo de agua llega a un estado en el que la película de agua se adhiere a la pared de la tubería y cae es porque la fuerza de adsorción de la pared de la tubería (especialmente cuando el agua está sucia) es mayor que la tensión superficial del agua. En este momento, la presión del gas en el tubo todavía es relativamente estable.
Sin embargo, este estado es transitorio y dura poco tiempo. Si la cantidad de agua es ligeramente mayor, pasará al siguiente estado. Cuando el caudal aumenta a un nivel suficientemente grande, el flujo de agua forma un movimiento de diafragma de agua debido a la resistencia del aire y la fricción de la pared de la tubería (el llamado diafragma es una capa de película de agua con un cierto espesor).
Características del movimiento de la película de agua en dos tipos de tuberías de drenaje:
1 El movimiento de la película de agua puede producir tapones de agua inestables en un corto periodo de tiempo, es decir, formados en. secciones de tubería cortas Columna de agua (como un pistón en un cilindro). Pero en este momento, todavía hay suficiente aire en la tubería para romper el tapón de agua inestable, lo que hace que se divida en varias corrientes de agua después de caer una cierta distancia para continuar el movimiento de la película de agua. Este fenómeno ocurre principalmente cuando 1/4-1/3 de la sección ascendente está llena de agua.
2. Una vez que comienza a formarse el movimiento de la película de agua, la aceleración disminuye y su espesor es aproximadamente inversamente proporcional a la velocidad variable reducida. Cuando la película de agua ha descendido una longitud suficiente a lo largo del tubo ascendente para alcanzar un equilibrio entre su gravedad y la fricción de la pared del tubo, el espesor de la película de agua no cambiará y permanecerá constante hasta el fondo del tubo ascendente. Cuando el volumen de agua es grande, se formará una película de agua con más frecuencia hasta que el flujo de agua llene más de 1/3 de la sección del tubo vertical, lo que fácilmente conducirá a un movimiento más estable del tapón de agua.