Гражданско инженерство

Как работят водонапорните кули и защо са необходими?

Как работят водонапорните кули и защо са необходими?

Когато мислите за обществена инфраструктура, вероятно се сещате за пътища, мостове и евентуално водни кули. Тези често масивни структури са основна част от градското планиране на 21-ви век. Те са навсякъде около нас, но спирали ли сте някога да помислите каква е тяхната цел и как работят?

Как работят водонапорните кули

Вероятно можем да разберем, че водонапорните кули задържат значително количество вода в небето, но тяхната полезност и инженерни тънкости отиват много по-далеч от това.

Водните кули и техните братя и сестри, известни като тръбопроводи, се предлагат във всякакви различни размери и форми, всяка с приблизително една и съща цел, за да поддържат водните мрежи под натиск.

Много водни кули функционират просто като отворени течащи резервоари за водоснабдяване под налягане. Това означава, че често няма помпа непосредствено до водната кула, която да изпомпва вода до върха. Това обаче се постига чрез вече наличното налягане във водна система от помпи обратно към източника на чиста питейна вода.

Например, ако тръбна мрежа е била под налягане 50 psi или лири на квадратен инч, тогава системата ще може да изтласка вода 115 фута във въздуха, като го съхранява в резервоара на водната кула. Това получено повишаване на водата, поради налягането на тръбната мрежа, се нарича "глава". Всеки psi налягане е еквивалентно на около 2,31 фута на главата. Използвайки това просто изчисление, инженерите могат да определят подходящата височина за проектиране на водни кули и капацитета им за съхранение въз основа на нормалните условия на тръбната мрежа.

Водни кули и общински водопроводни мрежи

Сега, след като разбрахме това просто разбиране, можем да започнем да схващаме цялостната концепция. Повечето водни кули са относително прости машини. Чистата вода напуска пречиствателна станция за вода и се изтласква в мрежата с помощта на серия от основни помпи. Тези помпи оказват натиск върху водната система, позволявайки й да тече към всички необходими изходи, включително във вътрешните водни кули. Стандартна водна кула може да побере от порядъка на милион галона, но техният капацитет варира значително в зависимост от системните изисквания.

СВЪРЗАНИ: ЗАЩО ПРОМИВАНЕТО НА ХИДРАНТИ И РАЗХОДНАТА ВОДА ВИ БЕЗОПАСНО

Както казахме преди, всеки psi налягане преди водна кула може да изтласка колона с вода нагоре 2,31 фута. Когато водата напусне водната кула, всеки крак вода се превръща в.43 psi. Така че, ако се съхранява водна кула 100 фута вода, тогава тя може да достави 43 psi на натиск върху системата.

Имаме основите за това как функционират водонапорните кули, но всичко това не отговаря на въпроса защо ...?

Поддържането на големи количества вода високо над земята играе важна роля в регулирането на водното налягане за градовете по света. Търсенето на вода варира през целия ден. По време на обяд или сутрин може да се изисква повече вода от системата, за да задоволи нуждите на потребителя. Операторите на пречиствателни станции дори могат да разберат кога полувремето в Superbowl е поради значително увеличения дебит.

Всичко това каза, инженерите и операторите се опитват да поддържат водната система при доста постоянно налягане или поне над минималното налягане за безопасност. Това само с помпи би означавало значително по-голямо потребление на енергия по време на пиковите часове и почти никакво потребление на енергия по време на изключване, както през нощта. Добавянето на водни кули в системата позволява на помпите да работят с доста постоянна скорост, като запасената вода в кулите компенсира пиковите часове. По време на изключване водонапорните кули ще се пълнят, действайки като буфер, съхранявайки излишната енергия в системата.

Водни кули в ежедневието

Водните кули не само действат като буфер, но и помагат в извънредни ситуации. Помпите, както всяка друга машина, често се чупят. Без водонапорни кули това би означавало, че цели мрежи могат да загубят водно налягане, което потенциално ще позволи на смъртоносни бактерии да влязат в тръбната мрежа. Водните кули позволяват малки периоди на престой в края на помпата, често до 24 часа, за да поддържате системата работеща. Поради всички тези причини повечето водопроводни мрежи под налягане от края на 19 век до днес са използвали водни кули в своите проекти.

Така че водонапорните кули функционират за регулиране на потока, намаляване на променливото натоварване на помпите, съхраняване на излишното водоснабдяване и енергия и служат като резервни копия по време на извънредна ситуация.

Тези структури са съществени аспекти на водните мрежи и модерната общинска инфраструктура. Можете да мислите за тези монолитни мачти като страхотни регулатори във водоснабдителните системи по целия свят. Без тях инженерите трудно биха запазили водата си без бактерии и ви доставяха при постоянен натиск.


Гледай видеото: Cara membuat kolam ikan air tawar dari drumtong bekas (Юни 2021).