В чем измеряется давление воды: Величины и способы: в чем измеряется давление воды и как провести измерение самому?
Давление воды в водопроводе: в чем измеряется и какое должно быть по СНиП. Как повысить?
О давлении воды в водопроводе никто не задумывается до тех пор, пока оно не напомнит о себе: течет вода из крана, и, кажется, неплохо течет, но спустя пару минут поток уже напоминает тонкую нитку. Тогда-то встревоженные жильцы многоэтажек начинают выяснять друг у друга, что случилось с напором воды и каким оно должно быть в нормальных условиях.
Как измерить давление воды в системе
Вопрос отпадает, если у вас уже установлен манометр на входе в систему. Если нет, то потребуется 5 минут времени и следующие полезные вещи:
-
Манометр для воды.
-
Штуцер с резьбой 1/2 дюйма.
-
Шланг подходящего диаметра.
-
Червячные хомуты.
-
Сантехнический скотч.
Шланг одним концом надеваем на манометр, вторым на штуцер. Фиксируем хомутами. Идем в ванную. Откручиваем душевую лейку и на ее место определяем штуцер. Несколько раз переключаем воду между режимами душ-кран, чтобы выгнать воздушную пробку. Если стыки подтекают, то заматываем соединение сантехническим скотчем. Готово. Взгляните на шкалу манометра и узнайте давление в водопроводе.
Вариант со шлангом универсален. Однако, вместо шланга с хомутами можно использовать переходники с выходом на 1/2 дюйма. Необходимая резьба переходника на входе зависит от резьбы конкретного манометра (метрическая, 3/8, 1/4).
Единицы измерения давления: таблица перехода физических величин
Существуют такие физические величины, прямо или косвенно связанные с давлением жидкости:
-
Величина водяного столба. Внесистемная единица измерения давления. Равна гидростатическому давлению столба воды высотой 1 мм, оказываемому на плоское основание при температуре воды 4 °С при нормальных показателях плотности. Используется для гидравлических расчетов.
-
Бар. Примерно равен 1-й атмосфере или 10 метрам водяного столба. Например, для бесперебойной работы посудомоечной и стиральной машин необходимо, чтобы давление воды составляло 2 бара, а для функционирования джакузи — уже 4 бара.
-
Техническая атмосфера. За нулевую точку берется значение атмосферного давления на уровне Мирового океана. Одна атмосфера равна давлению, которое возникает при приложении силы в 1 кг на площадь 1 см².
Как правило, давление измеряется в атмосферах или барах. Эти единицы различаются по своим значениям, но вполне могут быть приравнены друг к другу.
Но есть и другие единицы:
-
Паскаль. Единица измерения из международной системы единиц физических величин (СИ) давления, знакомая многим из школьного курса физики. 1 Паскаль это сила в 1 ньютон на площади в 1 м².
-
PSI. Фунт на квадратный дюйм. Активно применяется за океаном, но в последние годы входит в обиход и в нашей стране. 1 PSI = 6894,75729 Па (смотрите таблицу ниже). На автомобильных манометрах часто шкала деления размечена в PSI.
Таблица перехода единиц измерения выглядит так:
Паскаль (Pa, Па) | Бар (bar, бар) | Техническая атмосфера (at, ат) | Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg, Torr, торр) | Метр водяного столба (м вод. ст., m H2O) | Фунт-сила на кв. дюйм (psi) | |
---|---|---|---|---|---|---|
1 Па | 1 Н/м2 | 10−5 | 10,197×10−6 | 7,5006×10−3 | 1,0197×10−4 | 145,04×10−6 |
1 бар | 105 | 1×106 дин/см2 | 1,0197 | 750,06 | 10,197 | 14,504 |
1 атм | 98066,5 |
0,980665 | 1 кгс/см2 | 735,56 | 10 | 14,223 |
1 атм | 101325 | 1,01325 | 1,033 | 760 | 10,33 | 14,696 |
1 мм рт. ст. | 133,322 | 1,3332×10−3 | 1,3595×10−3 | 1 мм рт. ст. | 13,595×10−3 | 19,337×10−3 |
1 м вод. ст. | 9806,65 | 9,80665×10−2 | 0,1 | 73,556 | 1 м вод. ст. | 1,4223 |
1 psi | 6894,76 | 68,948×10−3 | 70,307×10−3 | 51,715 | 0,70307 | 1 lbf/in2 |
Согласно СНиП и Постановлению Правительства РФ «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам», допустимое верхнее значение давления в водопроводной системе не должно превышать 6 атмосфер, а нижнее — не менее 0,2 атмосферы. Большее давление может разорвать старые трубы, а при меньшем не будет работать и кран.
Оптимальное давление воды в водопроводе должно быть таким, чтобы обеспечивать каждую квартиру независимо от этажности. Приемлемые условия, это когда можно одновременно пользоваться
Давление воды при входе во внутреннюю сеть каждой квартиры должно составлять от 0,3 до 4,5 атмосферы, или бар, для горячей воды, и от 0,3 до 6,0 атмосфер для холодной.
Почему давление в водопроводе бывает слабым?
Низкое давление воды в водопроводе доставляет неудобства при пользовании многими бытовыми приборами и не дает совершать водные процедуры с использованием душа.
Низкое давление, или слабый напор воды, если говорить народным языком, может возникнуть в водопроводной системе в следующих случаях:
-
Увеличенный забор воды на линии. Это наблюдается в большей степени летом и осенью, когда начинается пора садово-огородных работ и заготовки запасов на зиму, поскольку у некоторых горожан, особенно в провинции, земельные наделы могут быть устроены непосредственно во дворах многоквартирных домов.
-
Неисправность насоса. На распределительной станции может выйти из строя насос, в результате темпы подачи воды многократно снизятся.
-
Нехватка электричества на насосной станции. Наверняка жители многоквартирных домов замечали, что при отключении электроэнергии перестает подаваться и вода.
-
Засорение водопроводных труб. Возможно, в систему попала окалина и прочий мусор, закупоривший внутреннее сечение.
-
Утечка воды. Из-за прорыва трубопровода давление в системе резко падает и не восстанавливается вплоть до устранения аварии.
-
Несколько проблем одновременно. Беда не приходит одна. Причины могут пересечься в самый неподходящий момент.
Кто виноват и что делать?
Дачники могут решить проблему низкого давления в водопроводе довольно просто: при помощи различных насосных станций или использования автономного водоснабжения.
Жильцам многоэтажных домов придется потрудиться. Для этого необходимо составление коллективного письма в управляющую организацию с требованием предоставления услуг в надлежащем виде согласно договору, и требование о перерасчете оплаты за некачественную услугу.
Для составления бумаг нужно официально зафиксировать показатели давления воды на этой линии.
Как поднять давление воды?
Повысить давление воды в отдельно взятой квартире можно так:
-
Обратиться в ЖЭК или ДЭЗ или ТСЖ и управляющую организацию. Как показывает практика, это все же стоит делать коллективно. Так увеличатся шансы на своевременное решение вопроса. При отсутствии помощи со стороны государственных органов следует самостоятельно попробовать повысить давление воды в квартире
-
Установить самовсасывающий насос. Однако, он будет забирать всю воду из стояка, обделяя тем самым жильцов нижних и верхних этажей.
-
Выполнить монтаж насоса. Прибор способен повысить давление в системе.
-
Установить накопительную емкость. К ней можно подключить бытовые приборы, поскольку давление возрастет. Хоть и не сильно.
Последний вариант особенно подходит жильцам многоэтажек в районах с отключениями воды по установленному четкому графику. Такое оборудование работает в автоматическом режиме.
Прежде чем самостоятельно
что это такое, где применяются знания, чему равна на дно и стенки сосуда, формулы расчета
Что это такое?
В сосуде, заполненном водой, на дно давит сила, равная весу столба жидкости. Это вызванное силой тяжести давление называется гидростатическим.
Оно определяется отношением силы к площади, то есть его физический смысл – это сила, действующая на единицу площади (см2).
Законы гидростатики описал Блез Паскаль. В 1648 г. он удивил горожан опытом, демонстрирующим свойства воды.
Вставив в бочку, заполненную водой, длинную узкую трубку, он налил в нее несколько кружек воды, и бочку разорвало.
Согласно закону Паскаля, приложенное к h3O усилие распространяется равномерно во всем объеме. Это объясняется тем, что вода почти не сжимается. В гидравлических прессах используют это свойство.
Плотность воды все же растет при высоком давлении. Это учитывается при расчетах конструкций глубоководных аппаратов.
Факторы, влияющие на показатель
При отсутствии внешнего воздействия, играют роль два фактора:
- высота столба;
- плотность.
Выше уровень воды, налитой в сосуд, — выше напор на дно. Если в одной емкости ртуть, а в другой вода и при этом уровни жидкостей одинаковы, то в первом случае давление на дно больше, так как ртуть имеет большую плотность.
Сверху на содержимое сосуда давит также атмосферный воздух. Поэтому в сообщающихся сосудах уровень одинаков, ведь в каждом из них над поверхностью атмосфера одна и та же.
Если же к поверхности приложить поршень и давить на него, то напор будет складываться из:
- внешней силы;
- веса воды.
При этом форма сосуда не определяет размер усилия, создаваемого столбом. Оно будет одним и тем же при равной высоте столба, хотя стенки емкости могут расширяться кверху или сужаться.
На дно и стенку сосуда – в чем разница?
Вода, заполняющая емкость, оказывает давление по направлению всегда перпендикулярно поверхности твердого тела, по всей площади соприкосновения с дном и стенками.
Усилие на дно распределено равномерно, то есть оно одинаково в любой точке. Заполнив водой сито, можно увидеть, что струи, текущие через отверстия, равны по напору.
Наполнив сосуд, имеющий отверстия одного диаметра в стенках на разной высоте, можно наблюдать различный напор вытекающей струи. Чем выше отверстие – тем слабее струя. То есть, давление на стенки емкости тем больше, чем ближе ко дну.
Единицы измерения
Давление воды измеряют в:
- паскалях – Па;
- метрах водяного столба – м. в. ст.
- атмосферах – атм.
Практически достаточно знать, что 1 атмосфера равна 10 метрам водяного столба или 100000 Па (100кПа).
Формулы расчета
Давление на дно сосуда рассчитывается делением силы на площадь, то есть оно равно произведению плотности воды, высоты столба и ускорения свободного падения g (величина постоянная, равна 9,8 м/с2).
Пример расчета: бак наполнен водой (плотность 1000 кг/м3) до высоты 1,2 м. Нужно найти, какое давление испытывает дно бака. Решение: P = 1000*1, 2*9, 8 = 11760 Па, или 11, 76 кПа.
Для расчета давления на стенки сосуда применяют все ту же формулу напора, приведенную выше. При расчете берется глубина от точки, в которой нужно рассчитать напор, до поверхности воды.
Пример расчета: на глубине 5 м на стенку резервуара с водой будет оказываться давление P=1000 *5 * 9, 8=49000 кПа, что составляет 0,5 атмосферы.
Расчет давления воды на дно и стенки сосуда в видео:
Применение на практике
Примеры использования знаний свойств воды:
- Подбирая насос для водоснабжения дома высотой 10 м, понимают, что напор должен быть минимум 1 атм.
- Водонапорная башня снабжает водой дома ниже ее по высоте, напор в кране у потребителей обеспечен весом столба воды в баке.
- Если в стенках бочки появились отверстия, то, чем ниже они расположены, тем более прочным должен быть материал для их заделки.
- Замеряют дома напор холодной воды в кране манометром. Если он менее чем 0,3 атм (установлено санитарными нормами), есть основания для претензий к коммунальщикам.
Используя гидравлический пресс, можно получить большое усилие, при этом приложив малую силу. Примеры применения:
- выжимка масла из семян растений;
- спуск на воду со стапелей построенного судна;
- ковка и штамповка деталей;
- домкраты для подъема грузов.
Заключение
Такие свойства воды, как текучесть и несжимаемость, дают возможность использовать силу ее давления для самых различных целей.
Опасность этого явления учитывают при расчетах на прочность корпусов подводных лодок, стенок и днищ резервуаров, в которых хранят воду. Сила давления воды совершает полезную работу, она же способна и разрушать.
Таблица 1. Перевод единиц измерения давления (их соотношение): Таблица 2. Перевод единиц измерения давления (дополнительная):
Соотношение между некоторыми единицами измерения давления:
Мы намеренно не предлагаем Пользователям воспользоваться автоматическим онлайн-конвертером для получения мгновенного результата. Вместо этого мы предлагаем ознакомиться со справочной табличной информацией, которая, возможно, поможет понимать смысл и механизм перевода единиц измерения давления, и позволит научиться самостоятельно пересчитывать исходные физические данные в требуемые. Наверняка, такие навыки для инженера будут полезнее машинных расчётов и сыграют положительную роль на практике в будущем. На производстве иногда нужно быстро сориентироваться в ситуации, а для этого важно иметь представление о соотношении основных физических единиц измерения между собой. Например, несколько лет назад Россия в метрологии «перешла» с одних базовых единиц измерения давления на другие, поэтому стало актуально уметь самостоятельно быстро делать преобразование значений из кгс/см2 в МПа, кгс/см2 в кПа. Запомнив, сколько кгс/см2 или кПа в 1 МПа, перевод значений можно легко осуществить «в уме» без посторонней помощи. Базовые знания соотношений между единицами и практический опыт работы с ними могут оказаться полезными в ответственный момент. Товары на сайте:
|
Измерить давление воды в квартире самостоятельно
Вступление
Проблемы с давлением воды, горячей и/или холодной, чаще видны «невооружённым» взглядом. Плохой напор воды виден по слабой струе воды льющейся из крана, по долгому набору воды в ёмкость, по слабому душу. Визуально, менее понятен избыточный напор воды, который тоже может быть в квартирном водопроводе.
Однако не всегда слабое, не нормативное давление воды можно увидеть и почувствовать онлайн. Для споров с управляющими компаниями, а также для подключения некоторых бытовых и сантехнических приборов нужно точно измерить давление воды в квартире. Как это сделать в этой статье.
Примечание: Как мне кажется проблема избыточного напора воды не так актуальна, как недостаток напора. Поэтому в статье будет больше говорить о недостатке давления.
Про давление воды и его измерение – теория
Давление воды или её напор, в теории, показывает насколько может быть поднят столб воды от точки его измерения. Измеряется давление воды в барах. 1 бар давления воды, может поднять её столб на высоту 10 метров. Применительно к водяным насосам, насос в 3 бара, в идеальных условиях, может поднять воду с глубины в 30 метров.
Прибор для измерения давления воды в любой необходимой точки водопроводной сети называется манометр. Он круглой формы со шкалой в барах и стрелкой. Для подключения манометра у него есть специальных вводной штуцер с наружной резьбой.
Примечание: Важно понимать, что давление воды в водопроводе уменьшается по мере движения воды по трубе. Влияют на это уменьшение ряд факторов:
- Сопротивление стенок трубы,
- Повороты трубы;
- Сужения и расширения диаметров труб водопровода;
- Уклоны и подъёмы трассы.
Где измерять давление
Учитывая факторы влияющие на уменьшение давления воды в водопроводе, важно понимать, что давление воды на входе в квартиру может отличаться от давление воды у водоприёмников. Скорее всего это изменение будет незначительным, но будет.
Поэтому, для споров с управляющей компанией нужно измерять давление воды на вводе водопровода в квартиру. Для исследования условий подключения нового бытового или сантехнического прибора нужно измерять давление воды в месте подключения этого прибора.
Например, вы хотите купить стиральную машину, которая может работать только на давлении воды в 1,6 бара. В идеале, измерять давление воды нужно у места подключения стиральной машины, а не на водопроводном вводе.
Три метода самостоятельно измерить давление воды в квартире
Посмотрим на три способа самостоятельно измерить давление воды в вашей квартире.
Метод 1, постоянный
Если установить манометры в вводной водопроводный узел, то вы сможете постоянно контролировать давление воды в системе ГВС и ХВС. Давление воды будет измеряться именно на вводе воды в квартиру.
Устанавливаются манометры на горячий и холодный водопровод, после главных запорных кранов квартиры, после грубого фильтра очистки воды, после обратного клапана, ДО счётчиков учёта расхода воды.
Если в водопроводном узле предусмотренны фильтры тонкой очистки, то манометры лучше поставить после них, а ещё лучше купить тонкие фильтры с манометрами.
несколько манометров в узлеВажно отметить, что обычно, для экономии места и удобства монтажа, манометры ставятся в комплекте с редукторами давления.
манометр с редуктором давленияПримечание: установка редуктора давления не обязывает ставить манометр и наоборот. Это просто удобно.
Метод 2, точный исследовательский метод измерить давление воды в квартире
Для этого способа нужно изготовить контрольный прибор для измерения давления воды.
Не всегда есть возможность установить манометры давления в уже ранее собранный вводной водопроводный узел квартиры. В этом случае, а также для измерения давления у водозабора нужно изготовить простой контрольный прибор.
Для его изготовления понадобиться:
- Манометр на макс. давление 10-25 бар.
Здесь важно понимать, что у манометров могут быть разные присоединительные резьбы штуцеров.
По ГОСТ 2405-88 штуцера манометров должны иметь метрические резьбы (Приложение 4, Таб. 12): М10х1 (D диаметр шкалы=40 мм), М12х1,5 (D шкалы =50, 60, 63 мм), чаще М20х1,5 (D шкалы=100, 150, 160 мм).
Если у вас манометр с резьбой М20х1,5 для его подключения вам понадобится, переходник с метрической резьбы М20х1,5 на трубную дюймовую G½».
Для удобства подключения возможно понадобится удлинитель G½» ВН (внутренняя резьба–наружная резьба). Если наворачивать манометр придётся на водорозетку с наружной резьбой, то нужен удлинитель G½» ВВ (внутренняя резьба–внутренняя резьба).
Далее нужно собрать это устройство, обязательно на льняной уплотнитель или ФУМ–ленту. После сборки можно самостоятельно измерить давление воды в квартире в любом нужном месте.
подключение манометра через тройникСовет: Для получения более точного давления воды на входе, измеряйте давление воды на водорозетке (или трубе) подвода воды к унитазу. Как правило он ближе всего расположен к распределительному узлу.
Метод 3, совсем приблизительный метод измерить давление воды в квартире
Если вы хотите качественно оценить давление вводы на уровне «хорошо–плохо» попробуйте засечь время набора ёмкости водой.
Например, возьмите 3-х литровую кастрюлю. Наполните её водой при полном открытии крана ХВС или ГВС и замерьте время полного наполнения.
Если время наполнения 3 литровой ёмкости более 8 секунд, давление воды в системе меньше нормативного 0,3 бар. При этом кран не должен иметь аэратор (сетку), а трубы не должны иметь сужений по трассе. Сужение трубопровода значительно увеличивает скорость движения воды и такие измерения будут некорректны.
Примечание
Не забывайте, что превышение давления воды в системе, ещё хуже чем его нехватка. Напомню, что верхний порог ХВС – 6 бар, а ГВС – 4,5 бара.
Вывод
Прочитав статью вы наверняка сможете самостоятельно измерить давление воды в квартире. Успехов.
©elektriksan.ru
можно ли определить с помощью шланга напор в квартире, с помощью математического способа и метода расхода
Можно ли узнать без использования измерителя?
Такое измерение действительно возможно: бытовая смекалка, математические знания и использование нехитрых конструкций – всё это позволяет получить довольно точные показатели давления.
Точность измерения водонапора при отсутствии прибора
Точность показателей расчётов водяного давления в трубах дома будет упираться в точные физические данные трубопровода.
Если реальные характеристики измерены максимально верно, то и математический расчёт будет достаточно точным.
Примерные же данные предоставят возможность рассчитать давление только на приблизительном уровне.
Знание водонапорных нормативов позволят перейти к практике измерения водяного напора дома. Далее рассматриваются 3 метода, как рассчитать показатели давления, не имея манометра.
Определение напора с использованием шланга
Рассматриваемый метод позволяет измерять водяное давление в точке подключения к сантех. прибору, предоставляя возможность не использовать специальных устройств, но выдавая некоторую погрешность.
Совет! Чтобы получить более точное входное давление воды, его нужно измерить на водорозетке (то есть трубе) подвода воды к санузлу. Обычно он располагается на небольшом расстоянии от распределительного узла.
Для метода №1 потребуется прозрачный ПВХ шланг или же трубка ПВХ длиной порядка 2 метров. Диаметр должен составлять ровно столько, сколько нужно для подключения шланга к крану водонапора.
Расчёт интересующих показателей проводится по схеме, представленной ниже:
- Один конец шланга подключается к точке разбора, его нужно выставить и, если возможно, зафиксировать в вертикальном положении.
- Кран открывается, при этом трубка должна заполниться до уровня, который соответствует низу крана (этот уровень называется нулевым).
- Отверстие сверху надёжно закрывается. После этого нужно будет сделать запись следующих показателей:
- Общую длину от уровня ноля до закрытого заглушкой конца.
- Длину шланга между значением уровня воды под давлением и закрытым заглушкой концом.
Теперь можно воспользоваться следующей формулой:
Р = Ратм. х Но/Н1Здесь:
- P – интересующее нас водопроводное давление,
- Paтм – давление до пуска воды (т.е. давление, которое установлено в комнате). Оно равно почти всегда приблизительно 1 атмосфере, для расчётов можно использовать это значение,
- Но – исходная длина воздушного столба,
- Н1 – длина воздушного столба после открывания крана на полную мощность.
Например, Paтм=1 атмосфера, Но=50 сантиметров, Н1=40 сантиметров. Тогда: P=1*50/40 = 1,25 атмосферы.
Как проверить с помощью метода расхода?
Производить расчёт можно и с помощью таблиц значений, но результат не будет радовать точностью.
Поэтому лучшим вариантом будет проведение расчётов на месте, учитывая при этом и скорость потоков воды, и материал трубопровода системы, и иные свойства трубопровода.
Самой простой формулой для расчёта расходуемой жидкости будет являться:
Q=П*d^2/4*v, где:- Q — интересующий нас расход воды (литр в секунду).
- v — скорость потока (m/c).
- d – диаметр трубы (в см).
- П – «число Pi» — константа из математики, приблизительно 3,14.
К примеру, есть: d=4, v=2. В таком случае: Q=3,14*4^2/4*2=3,14*8=25 литров в секунду.
Применять эту формулу можно при поиске иных неизвестных. В случае, когда известен диаметр вместе с расходом воды, можно определять её скорость. Либо, если известна скорость и известен расход, можно высчитать диаметр.
С помощью математического метода
Потребуется взять трехлитровую банку и секундомер. После открытия крана в полную силу необходимо подставить под поток банку, включив при этом таймер.
Этот метод имеет значительные погрешности, поэтому довольно приблизительный.
Но можно отметить, что наполнение трёхлитровой банки не должно происходить дольше 10 секунд, иначе показатель считается ниже нормы.
Установленные эксплуатационные и технические нормы говорят, что ёмкость должна быть заполнена за 5-7 секунд. Они учитываются, если трубы не имеют сужений по трассе и если кран не имеет сетки-фильтра.
Получается, что за 5 секунд налилось 3 литра воды. То есть, за 1 секунду налилось 600 мл. Этот показатель давления воды считается очень хорошим.
Если же ёмкость объёмом 3 литра наполнилась водой за 20 секунд, то выходит, что скорость наполнения уже 150 мл в секунду. Этот показатель очень мал. Если наполнение произошло за 3 секунды, то расход равен 1 литр в секунду – это очень высокий показатель.
Внимание! За сутки давление воды успевает несколько раз незначительно измениться. Поэтому для получения достоверных данных необходимо производить измерения несколько раз, включая период, когда разбор воды достигает пикового значения.
Полезное видео
В видео ролике еще один способ измерения напора воды:
Заключение
При следовании вышеуказанным инструкциям каждый человек в домашних условиях, даже если у него нет специальных приборов, может сам обеспечить себе комфорт в пользовании водой.
Самостоятельное измерение давления воды без использования манометра уже не является невыполнимой задачей: 3 вышеуказанных несложных метода это доказывают.
в чем измеряется, какое должно быть давление воды в трубопроводе квартиры, как рассчитать
Содержание:
Система водоснабжения выходит из строя по трем основным причинам – воздействие коррозии, наслоение различных отложений или слишком высокое внутреннее давление. Фактор коррозии в свете последних тенденций можно не рассматривать, поскольку в частном строительстве на сегодняшний день используются преимущественно полимерные изделия, не поддающиеся коррозионному воздействию. Остается лишь две причины, из-за которых водопровод может выйти из строя.
Одной из этих причин является высокое давление в трубах водоснабжения. При покупке труб нужно обязательно изучить приложенную к ним документацию, чтобы знать, при каком рабочем уровне давления их можно эксплуатировать. Помимо риска повреждения труб, превышение давления тесно связано с повышенным расходом воды, поэтому финансовые затраты тоже увеличатся.
Давление воды в водопроводе
Систему водоснабжения можно прокладывать так и самостоятельно, так и при помощи специалистов. Большинство фирм, занимающихся строительством, предлагают свои услуги по монтажу водопровода. Прежде чем согласиться на такой вариант, стоит узнать, насколько качественно были выполнены предыдущие работы этих специалистов.
В любом случае, кто бы ни занимался прокладкой водоснабжения, результат в итоге должен получиться одинаковым – а для этого нужно знать, какое давление должно быть в трубах водоснабжения. Среднее давление, необходимое для работы водопроводных кранов, составляет 0,5 бар. Разумеется, эта величина может слегка варьироваться в зависимости от различных факторов – например, тип трубопровода и материал изготовления труб сильно влияют на давление в системе.
Чтобы система водоснабжения могла нормально функционировать, перед ее обустройством нужно разобраться в принципах ее работы и требованиях, предъявляемых к данному виду систем. Кроме того, нужно точно знать, в чем измеряется давление воды в трубах и как проводить расчет водопроводной системы.
Гидроаккумуляторы и расширительные баки
Проектируя частный дом или жилье на загородном участке, нужно учитывать массу систем помимо водоснабжения. Например, обязательно потребуется система отведения стоков, водопровод с горячей водой, система пожаротушения и прочие. Кроме того, на загородных участках зачастую прокладывается отдельная ветка водопровода, позволяющая поливать сад и огород. О необходимости установки отопления можно вообще не говорить – без нее комфортная жизнь в доме попросту невозможна.
Для функционирования водоснабжения, пожаротушения и фильтрационной системы требуются гидроаккумуляторы, а для остальных систем необходимы расширительные баки. В местах забора воды и на выходе разогретой воды из отопительного оборудования также требуются расширительные баки, которые смогут компенсировать возникающие в системах гидроудары.
Расширительный бак, подключенный к водопроводу с горячей водой, выполняет функцию предохранителя – лишнее давление будет стравливаться именно в него, защищая систему от повреждений. Система пожаротушения использует гидроаккумулятор, да и цель другая – в нем содержится резервная вода, необходимая для тушения пожара. Стандартные бытовые гидроаккумуляторы выдерживают давление до 6 бар.
Особняком стоит отопительная система частного дома. Теплоноситель, находящийся в трубах, проходит путь от выхода из котла до входа через обратный контур. Находясь в котле, теплоноситель разогревается, увеличиваясь в объеме. Как правило, в качестве теплоносителя используется вода, которая при разогреве до рабочей температуры увеличивается в объеме более чем на 3%.
Тепловое расширение жидкости обязательно приведет к повреждению трубопровода, вплоть до полной потери им работоспособности. Чтобы этого не произошло, а также чтобы не возникало падение давления в трубопроводе, систему необходимо дополнительно оснащать расширительным баком, который компенсирует увеличившийся объем теплоносителя.
Разновидности расширительных баков водоснабжения
Существует два вида расширительных баков:
- Открытые. При использовании таких баков получается открытая отопительная система, работающая в условиях низкого давления. Соединение с атмосферой позволяет теплоносителю свободно выходить из системы и повышает влияние коррозии на металлический трубопровод. Открытые расширительные баки крайне не рекомендуется использовать в отопительных системах.
- Закрытые. Данный вид расширительного бака, в отличие от предыдущего, можно подключать к трубопроводу в любом месте, поэтому его не нужно утеплять. Все остальные недостатки устройств открытого типа в данном случае неактуальны, поэтому закрытые устройства используются практически повсеместно.
Расширительные баки, подключенные к водоснабжению, обеспечивают конструкции надежную защиту от гидроудара, обычно возникающего в результате аварийного отключения насоса или при резком открытии водозаборного крана. Такая динамическая нагрузка может в несколько раз превысить обычное давление, стабильно находящееся в системе.
Классификация гидроаккумуляторов выглядит точно так же – есть открытые и закрытые устройства. Отрицательные качества открытых баков свойственны и открытым гидроаккумуляторам. Сами по себе гидроаккумуляторы, как следует из их названия, содержат в себе запас жидкости, которую при необходимости можно запустить в систему.
Устройство гидроаккумуляторов
Главным рабочим элементом любого гидроаккумулятора является мембрана, а само устройство работает по следующему принципу:
- В мембранной камере бака находится воздух, который при запуске насоса во время заполнения камеры водой уменьшается в объеме, то есть его давление увеличивается;
- Созданное давление передается на реле, обеспечивающее запуск и отключение насоса;
- Когда давление в системе становится избыточным, реле отключает насос, тем самым останавливая процесс повышения давления;
- Вода в трубопроводе водоснабжения постепенно забирается, и давление стабилизируется, в результате чего реле автоматически запускает насос;
- Нарушение герметичности трубопровода и сопутствующее ему постоянное снижение давление не позволит реле запустить насос заново, а при слишком высоком давлении насос будет отключаться.
При выборе гидроаккумулятора нужно отталкиваться в первую очередь от его объема. Дело в том, что этот показатель напрямую влияет на долговечность устройства – чем чаще приходится срабатывать мембране, тем раньше гидроаккумулятор выйдет из строя.
Как показывает практика, для водопровода, к которому подключено три водозаборных точки, вполне хватает одного гидроаккумулятора объемом 24 л, а для всех остальных случаев подойдет 50-литровый бак. Впрочем, лучше всего перед выбором бака рассчитать его объем, который зависит от количества сантехнических устройств, потребляющих воду. Читайте также: «Почему гудят водопроводные трубы – причины и способы устранения шума».
Расчет давления воды в трубах
Для расчета водопровода нужно знать, в чем измеряется давление воды в трубопроводе и какие используются обозначения. Максимальное и минимальное значение давления в баке обозначаются как Pmax и Pmin. Разность между этими величинами всегда имеет прямую зависимость от объема воды, которая поступает в систему из гидроаккумулятора. Высокое значение разности двух давлений говорит о том, что КПД бака достаточно высок, но при этом слишком большая разность создает вероятность прорыва мембраны.
Расчет максимального и минимального давления в трубах водоснабжения осуществляется в соответствии со следующими правилами:
- Усилие в мембранной камере должно быть достаточным для подъема воды на максимальную высоту расположения труб в здании. Например, для системы высотой 10 м требуется давление, равное 1 бар. Чтобы насос запускался, к расчетной величине Pmin нужно прибавлять 0,2 бар, то есть в результате минимальное давление будет равняться 1,2 бар.
- Чтобы достичь нормального водозабора, нужно измерить расстояние между расположением верхней водозаборной точки и гидроаккумулятором. С учетом перепада давления в кранах, который должен составлять не менее 0,5 бар, получается, что минимальное давление для системы высотой 10 м составляет 1,5 бар.
- Максимальное давление высчитывается в зависимости от эксплуатационных показателей насоса, гидравлического сопротивления в трубах водоснабжения и стабильности электросети, которая также оказывает влияние на работу насоса.
Такая методика расчета не отличается простотой, но ее можно упростить. Достаточно знать, что разность давления в трубопроводе загородного дома должна находиться в пределах 1-1,2 бар. Если знать это правило, то рассчитать давление в трубопроводах водоснабжения становится очень просто – к минимальному значению прибавляется разность давлений (в рассматриваемом случае итоговое значение максимального давления составляет 2,7 бар).
Специалисты в области прокладки водопроводных сетей советуют при расчете максимального значения давления в системе учитывать мощность насоса, которая должна быть на 30% больше Pmax. То есть, достаточно подобрать насос, который обеспечит минимальный напор воды.
Чтобы измерить давление в трубах водоснабжения, используется обычный манометр. Измерения лучше всего проводить в динамике, когда вода движется по трубам. Для обеспечения корректности замеров стоит открыть хотя бы два крана до упора.
Если динамическое давление на протяжении суток серьезно меняется, то можно говорить о нарушении работы водопровода. Также нужно знать, что значения, полученные при измерении системы горячего водоснабжения, могут сильно отличаться от показаний водопровода, транспортирующего холодную воду.
Немаловажным является и погрешность устройств, используемых для проведения замеров. Достаточно хорошим является класс прибора 0,6, погрешность которого составляет 0,6%. Впрочем, для бытового использования вполне подойдет устройства класса 1,5.
Эксплуатация труб водоснабжения
Любой водопровод требует качественного и регулярного обслуживания. Первым делом система проверяется на герметичность. После устранения протечек, если таковые имеются, необходимо измерить давление в системе при помощи манометра. При замерах должно получиться значение, равное Pmin.
Если результат измерений на 10% ниже, чем минимальное расчетное значение давления, то нужно воспользоваться компрессором и увеличить давление до значения, необходимого для запуска насоса. Когда насос выключился, нужно снова измерить давление, но на этот раз его нужно сравнивать с Pmax при той же погрешности. Остается только открыть и закрыть кран, чтобы удостовериться в корректной работе системы водоснабжения.
Гидравлические удары в трубах водоснабжения
Вода, транспортируемая по трубам, имеет определенную инерцию, поэтому при резкой остановке жидкость начинает уплотняться в результате давления, оказываемого той частью воды, которая продолжает движение. В результате появляется сильная ударная волна, направленная в противоположную току воды сторону.
Для разных материалов скорость распространения ударной волны будет отличаться, но эта величина всегда достаточно опасна. Например, в том случае, если насос прекратил подачу воды в расположенный над ним резервуар, вода устремится вниз и тем самым создаст зону повышенного давления.
Эта зона рано или поздно все же достигнет резервуара, но отразится им в сторону насоса, который из-за гидравлического удара может начать работать в обратную сторону. Даже если установить обратный клапан, проблема все равно будет возникать – уплотненная вода все равно ударит в одну из слабых точек системы.
Чтобы такое явление не возникало, необходимо использовать обратный клапан, время срабатывания которого зависит от времени перемещения воды к резервуару и от него. Получится формула вида T = 2L/V, в которой L – расстояние между насосом и резервуаром, а V – скорость движения ударной волны.
Используя эту формулу и известные значения скорости распространения ударной волны, можно нивелировать воздействие гидроударов на систему водоснабжения. Для уменьшения скорости срабатывания обратных клапанов используются дополнительные клапаны-гасители, за счет которых и обеспечивается защита системы.
Заключение
Правильное давление в трубах водоснабжения – это один из важнейших параметров данной системы, напрямую влияющий на ее эффективность и долговечность. Рассчитывать давление в трубах водоснабжения в квартире и частном доме необходимо, чтобы снизить вероятность повреждения системы и последующего ремонта.
Какой напор воды должен быть в квартире
Какой должен быть напор воды в квартире? Если нет проблем с водоснабжением, вода подаётся стабильно, скачки давления отсутствуют, хороший напор воды, то знать ответ необязательно. Сантехническая арматура и бытовая техника рассчитаны на определённый диапазон рабочего давления (примерно от 0,05 МПа до 0,6 МПа). Напор воды, в стояках ХВС и ГВС, обычно укладывается в эти приделы, но стоит выйти за эти рамки, как возникают проблемы. Тогда общих формулировок: большое давление, маленький напор, будет недостаточно. Будут нужны конкретные цифры. Величину напора воды нужно знать в следующих случаях:
- Для оперативного контроля за величиной давления. Знание конкретных значений при различных проблемных ситуациях (слишком сильном или слабом напоре, гидроударе), позволит выбрать оптимальный способ решения.
- Если ситуация с водоснабжением неблагоприятна длительное время, то при предъявлении претензий к управляющей компании ваши доводы будут более аргументированы, а значит и весомее.
В чём измеряется напор воды
Существует несколько систем для измерения давления, а следовательно, несколько единиц измерения. При решение теоретических задач, многообразие точек отсчёта не вызывает особых проблем. Конвертируем данные в международную систему единиц, паскаль (Па; Pa), считаем, ответ переводим в любую нужную систему отсчёта.
На практике всё не так просто. Возможен вариант, когда в сети внутриквартирной разводки водопровода, установлено два манометра с различной градуировкой. Первый, непосредственно на входе. Другой, после регулятора давления воды. Возникла некая аварийная ситуация и вы разговариваете с дежурным сантехником, который привык оперировать с единицами технической атмосферы (ат; at). Разговор будет похож на многоязыкий гомон, где каждая названая цифра, из другой системы единиц, будет ввергать собеседника в пятиминутный ступор.
Проблема может, усугубиться если используются приборы с совсем экзотическими для нас единицами, фунт на квадратный дюйм (psi).
К счастью, ситуации, когда действовать нужно быстро и точно, не часты. Достаточно на шкале манометра, с любой градуировкой, обозначить нижнее и верхнее приемлемые значения. Всё, что находится между ними, будет говорить о штатной ситуации. Отпадёт надобность каждый раз напрягать память. Достаточно бросить мимолётный взгляд на шкалу, чтобы оценить величину напора воды.
Таблица соотношения различных единиц, чаще всего используем
Атмосферное давление: определение и факты
В книгах по метеорологии атмосфера Земли часто описывается как огромный воздушный океан, в котором мы все живем. На диаграммах наша родная планета изображена как окруженная огромным атмосферным морем высотой в несколько сотен миль, разделенным на несколько различных слоев. И все же та часть нашей атмосферы, которая поддерживает всю жизнь, о которой мы знаем, в действительности чрезвычайно тонкая и простирается вверх только до 18 000 футов — чуть более 3 миль. И та часть нашей атмосферы, которую можно измерить с некоторой степенью точности, достигает примерно 25 миль (40 километров).Кроме того, дать точный ответ относительно того, где в конечном итоге заканчивается атмосфера, практически невозможно; где-то между 200 и 300 милями появляется неопределенная область, где воздух постепенно разжижается и в конечном итоге растворяется в космическом вакууме.
Так что слой воздуха, окружающий нашу атмосферу, в конце концов не такой уж и большой. Как красноречиво выразился покойный Эрик Слоан, популярный специалист в области погоды: «Земля не висит в воздушном море — она висит в космическом море, и на ее поверхности есть чрезвычайно тонкий слой газа.
И этот газ — наша атмосфера.
Воздух имеет вес
Если человек поднимется на высокую гору, например, Мауна-Кеа на Большом острове Гавайи, где вершина достигает высоты 13 796 футов (4206 метров), высока вероятность заражения высотной болезнью (гипоксией). Перед восхождением на вершину посетители должны остановиться в Информационном центре, расположенном на высоте 9 200 футов (2 804 м), где им говорят акклиматизироваться к высоте, прежде чем идти дальше на гору.«Ну, конечно, — скажете вы, — в конце концов, количество доступного кислорода на такой большой высоте значительно меньше, чем на уровне моря».
Но, делая такое заявление, вы ошиблись бы !
Фактически, 21 процент атмосферы Земли состоит из живительного кислорода (78 процентов состоит из азота, а оставшийся 1 процент — из ряда других газов). И доля этого 21 процента практически одинакова как на уровне моря, так и на высокогорье.
Большая разница не в количестве присутствующего кислорода, а скорее в плотности и давлении .
Эта часто используемая аналогия сравнения воздуха с водой («океан воздуха») хороша, поскольку все мы буквально плывем по воздуху. А теперь представьте себе это: высокое пластиковое ведро до краев заполнено водой. Теперь возьмите ледоруб и проделайте отверстие в верхней части ведра. Вода будет медленно стекать. Теперь возьмите кирку и проделайте еще одну дырочку около дна ведра.Что происходит? Там вода будет стремительно брызгать резким потоком. Причина — разница в давлении. Давление, которое оказывает вес воды внизу у дна ведра, больше, чем у вершины, поэтому вода «выжимается» из отверстия внизу.
Точно так же давление всего воздуха над нашими головами — это сила, которая выталкивает воздух в наши легкие и выжимает из него кислород в кровоток. Как только это давление снижается (например, когда мы поднимаемся на высокую гору), в легкие поступает меньше воздуха, следовательно, меньше кислорода достигает нашего кровотока, что приводит к гипоксии; опять же, не из-за уменьшения количества доступного кислорода, а из-за уменьшения атмосферного давления.
Максимумы и минимумы
Итак, как атмосферное давление соотносится с суточными погодными условиями? Несомненно, вы видели прогнозы погоды, представленные по телевидению; встроенный в камеру метеоролог, относящийся к системам высокого и низкого давления. Что это вообще такое?
Короче говоря, каждый день солнечное тепло меняется по всей Земле. Из-за неравномерного солнечного нагрева температура меняется по всему земному шару; воздух на экваторе намного теплее, чем на полюсах.Таким образом, теплый легкий воздух поднимается и распространяется к полюсам, а более холодный и тяжелый воздух опускается к экватору.
Но мы живем на вращающейся планете, поэтому эта простая картина ветра искажена до такой степени, что воздух искажается вправо от своего направления движения в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Сегодня мы знаем этот эффект как силу Кориолиса, и как прямое следствие этого возникают сильные спирали ветра, которые мы знаем как системы высокого и низкого давления.
В Северном полушарии воздух в областях с низким давлением движется по спирали против часовой стрелки и внутрь — например, ураганы — это механизмы Кориолиса, циркулирующие воздух против часовой стрелки. Напротив, в системах высокого давления воздух движется по спирали по часовой стрелке и наружу от центра. В Южном полушарии направление спирали воздуха меняется на противоположное.
Итак, почему мы обычно связываем высокое давление с хорошей погодой, а низкое — с неустойчивой погодой?
Системы высокого давления — это «купола плотности», которые давят вниз, тогда как системы низкого давления сродни «атмосферным долинам», где плотность воздуха меньше.Поскольку холодный воздух имеет меньшую способность удерживать водяной пар, чем теплый воздух, облака и осадки вызываются охлаждением воздуха.
Значит, при увеличении давления воздуха температура повышается; под этими куполами высокого давления воздух имеет тенденцию опускаться (так называемое «проседание») на более низкие уровни атмосферы, где температуры выше и могут удерживать больше водяного пара. Любые капли, которые могут привести к образованию облаков, будут испаряться. Конечным результатом обычно становится более чистая и сухая среда.
И наоборот, если мы уменьшаем давление воздуха, воздух имеет тенденцию подниматься на более высокие уровни атмосферы, где температуры ниже. По мере того, как способность удерживать водяной пар уменьшается, пар быстро конденсируется, и облака (которые состоят из бесчисленных миллиардов крошечных капель воды или, на очень больших высотах, кристаллов льда) будут развиваться, и в конечном итоге выпадут осадки. Конечно, мы не могли прогнозировать зоны высокого и низкого давления без использования какого-либо устройства для измерения атмосферного давления.
Введите барометр
Атмосферное давление — это сила, действующая на единицу площади под действием веса атмосферы. Чтобы измерить этот вес, метеорологи используют барометр. Именно Евангелиста Торричелли, итальянский физик и математик, доказал в 1643 году, что он может сопоставить атмосферу со столбом ртути. Он фактически измерил давление, переведя его непосредственно в вес. Прибор, сконструированный Торричелли, был самым первым барометром. Открытый конец стеклянной трубки помещают в открытую емкость с ртутью.Атмосферное давление заставляет ртуть подниматься по трубке. На уровне моря столб ртути поднимется (в среднем) на высоту 29,92 дюйма или 760 миллиметров.
Почему бы не использовать воду вместо ртути? Причина в том, что на уровне моря высота водяного столба составляет около 34 футов! С другой стороны, ртуть в 14 раз плотнее воды и является самым тяжелым существующим веществом, которое остается жидкостью при обычных температурах. Это позволяет прибору иметь более удобный размер.
Как НЕ использовать барометр
Прямо сейчас у вас может быть барометр, висящий на стене вашего дома или офиса, но, скорее всего, это не трубка с ртутью, а циферблат со стрелкой, указывающей на текущий барометрический показатель. чтение давления. Такой прибор называется барометром-анероидом, который состоит из частично вакуумированной металлической ячейки, которая расширяется и сжимается при изменении давления, и прикреплен к механизму сцепления, который приводит в движение индикатор (стрелка) по шкале, градуированной в единицах давления, либо в дюймах. или миллибары.
Обычно на шкале индикатора вы также видите такие слова, как «Солнечный», «Сухой», «Неустойчивый» и «Бурный». Предположительно, когда стрелка указывает на эти слова, это означает, что впереди ожидаемая погода. «Солнечный», например, обычно встречается в диапазоне высокого барометрического давления — 30,2 или 30,3 дюйма. «Бурный», с другой стороны, можно найти в диапазоне низкого барометрического давления — 29,2 или ниже, возможно, даже иногда ниже 29 дюймов.
Все это могло бы показаться логичным, но все это довольно упрощенно.Например, могут быть моменты, когда стрелка будет указывать на «Солнечно», а небо вместо этого будет полностью затянуто облаками. А в других случаях стрелка будет указывать на «бурно», но вы можете увидеть солнечный свет, смешанный с голубым небом и быстро движущимися пухлыми облаками.
Как правильно пользоваться барометром
Поэтому наряду с черной стрелкой индикатора стоит обратить внимание на еще одну стрелку (обычно золотую), которую можно вручную настроить на любую часть циферблата.Когда вы проверяете свой барометр, сначала слегка постучите по передней части барометра, чтобы устранить любое внутреннее трение, а затем совместите золотую стрелку с черной. Затем проверьте несколько часов спустя, чтобы увидеть, как черная стрелка изменилась относительно золотой. Давление растет или падает? Если он падает, происходит ли это быстро (возможно, падает на несколько десятых дюйма)? Если так, то, возможно, приближается шторм. Если шторм только что прошел и небо прояснилось, барометр все еще может показывать «бурную» погоду, но если бы вы установили золотую стрелку несколько часов назад, вы почти наверняка увидели бы, что давление сейчас быстро растет, что предполагает что — несмотря на признаки шторма — приближается ясная погода.
И ваш прогноз можно еще больше улучшить, объединив ваши записи об изменении атмосферного давления с изменением направления ветра. Как мы уже узнали, воздух циркулирует по часовой стрелке вокруг систем высокого давления и против часовой стрелки вокруг систем низкого давления. Поэтому, если вы видите тенденцию к повышению давления и северо-западному ветру, вы можете ожидать, что в целом наступит хорошая погода, в отличие от падающего барометра и восточного или северо-восточного ветра, которые в конечном итоге могут привести к облакам и осадкам.
.Давление насыщенного пара — введение
Испарение жидкости
Средняя энергия частиц в жидкости зависит от температуры. Чем выше температура, тем выше средняя энергия. Но в пределах этого среднего значения некоторые частицы имеют энергию выше средней, а другие — ниже средней.
Некоторые из наиболее энергичных частиц на поверхности жидкости могут двигаться достаточно быстро, чтобы ускользнуть от сил притяжения, удерживающих жидкость вместе.Они испаряются.
На диаграмме показан небольшой участок жидкости у ее поверхности.
Обратите внимание, что испарение происходит только на поверхности жидкости. Это сильно отличается от кипения, которое происходит, когда энергии достаточно, чтобы разрушить силы притяжения в жидкости. Вот почему, если вы посмотрите на кипящую воду, вы увидите, как пузырьки газа образуются на всем протяжении жидкости.
Если вы посмотрите на воду, которая просто испаряется на солнце, вы не увидите пузырьков.Молекулы воды просто отрываются от поверхностного слоя.
В конце концов, таким образом вся вода испарится. Энергия, которая теряется при испарении частиц, возмещается из окружающей среды. По мере того как молекулы в воде сталкиваются друг с другом, новые молекулы получают достаточно энергии, чтобы покинуть поверхность.
Испарение жидкости в закрытой емкости
А теперь представьте, что произойдет, если жидкость окажется в закрытой емкости.Здравый смысл подсказывает вам, что вода в запечатанной бутылке не испаряется — или, по крайней мере, не исчезает со временем.
Но там — это постоянное испарение с поверхности . Частицы продолжают отрываться от поверхности жидкости, но на этот раз они застревают в пространстве над жидкостью.
Когда газообразные частицы подпрыгивают, некоторые из них снова ударяются о поверхность жидкости и застревают там. Быстро установится равновесие, при котором количество частиц, покидающих поверхность, точно уравновешивается числом, присоединяющимся к ней.
В этом равновесии будет фиксированное количество газообразных частиц в пространстве над жидкостью.
Когда эти частицы ударяются о стенки контейнера, они оказывают давление. Это давление называется давлением насыщенного пара (также известным как давление насыщенного пара ) жидкости.
Измерение давления насыщенного пара
Нетрудно показать существование этого давления насыщенного пара (и измерить его) с помощью простого прибора.
.