Подведенное давление как найти

Подводимое давление

Cтраница 1

Подводимое давление настраивается и поддерживается предохранительным клапаном 4 с переливным золотником. Давление настраивается по манометру.
 [2]

Подводимое давление контролируется с помощью манометров.
 [3]

Если подводимое давление повышать настолько, что стык раскроется, давление в камере уменьшится на величину давления, дросселируемого в канале. При этом установится зазор, который в дальнейшем будет поддерживаться автоматически.
 [5]

Если подводимые давления Р1 и Р2 не равны друг другу, то высоты урОВ — ней жидкости с разных сторон перегородки также не будут равны.
 [6]

При повышении подводимого давления свыше величины, на которую отрегулирована пружина Ь, клапан а откроется и жидкость поступит к нагруженному слабой пружиной плунжеру с, который, опускаясь, воздействует на электропереключатель.
 [7]

При соблюдении этого условия колебания подводимого давления или, например, температурные деформации детали при контроле ее макрогеометрии будут вызывать одинаковые изменения давлений в обеих ветвях датчика, которые, следовательно, будут взаимно компенсироваться.
 [9]

Защемления плунжера, возникающие после сброса подводимого давления, могут доставить большие неприятности при эксплуатации гидросистем. После сброса высокого давления усилия, необходимые для перемещения плунжера, могут значительно превышать усилия, возникающие под давлением.
 [11]

Сопротивление проводника и его изменение при изменении подводимого давления измеряются соответствующим прибором.
 [12]

В случае уменьшения расхода жидкости и увеличения подводимого давления золотник перемещается влево, уменьшая проходное сечение щели и увеличивая тем самым ее гидравлическое сопротивление.
 [13]

Усилие, развиваемое сервомотором, зависит от величины подводимого давления и площади его поршня. Поскольку площадь поршня определена конструкцией и является неизменной, то для получения максимального момента на валу необходимо подводить воду давлением в 1 3 кГ / см2 для сервомоторов ГИМ и 1 5 кГ / см для сервомоторов ГИМ-25. Питание гидравлических исполнительных механизмов водой должно осуществляться через редукционный клапан типа РК-2, поставляемый комплектно с гидравлическими исполнительными механизмами. Один редукционный клапан обеспечивает работу трех-четырех сервомоторов.
 [14]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Первый закон термодинамики

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: работа в термодинамике, первый закон термодинамики, адиабатный процесс.

Начнём с обсуждения работы газа.

Газ, находящийся в сосуде под поршнем, действует на поршень с силой , где — давление газа, — площадь поршня. Если при этом поршень перемещается, то газ совершает работу.

При расширении газа эта работа будет положительной (сила давления газа и перемещение поршня направлены в одну сторону). При сжатии работа газа отрицательна (сила давления газа и перемещение поршня направлены в противоположные стороны).

к оглавлению ▴

Работа газа в изобарном процессе

Предположим, что газ расширяется при постоянном давлении . Тогда сила , с которой газ действует на поршень, также постоянна. Пусть поршень переместился на расстояние (рис. 1).

Рис. 1.

Работа газа равна:

Но — изменение объёма газа. Поэтому для работы газа при изобарном расширении мы получаем формулу:

(1)

Если и — начальный и конечный объём газа, то для работы газа имеем: . Изобразив данный процесс на -диаграмме, мы видим, что работа газа равна площади прямоугольника под графиком нашего процесса (рис. 2).

Рис. 2. Работа газа как площадь

Пусть теперь газ изобарно сжимается от объёма до объёма . С помощью аналогичных рассуждений приходим к формуле:

Но , и снова получается формула (1).

Работа газа опять-таки будет равна площади под графиком процесса на -диаграмме, но теперь со знаком минус.

Итак, формула выражает работу газа при постоянном давлении — как в процессе расширения газа, так и в процессе сжатия.

к оглавлению ▴

Работа газа в произвольном процессе

Геометрическая интерпретация работы газа (как площади под графиком процесса на -диаграмме) сохраняется и в общем случае неизобарного процесса.

Действительно, рассмотрим малое изменение объёма газа — настолько малое, что давление будет оставаться приблизительно постоянным. Газ совершит малую работу . Тогда работа газа во всём процессе найдётся суммированием этих малых работ:

Но данный интеграл как раз и является площадью криволинейной трапеции (рис. 3):

Рис. 3. Работа газа как площадь

к оглавлению ▴

Работа, совершаемая над газом

Наряду с работой , которую совершает газ по передвижению поршня, рассматривают также работу , которую поршень совершает над газом.

Если газ действует на поршень с силой , то по третьему закону Ньютона поршень действует на газ с силой , равной силе по модулю и противоположной по направлению: (рис. 4).

Рис. 4. Внешняя сила , действующая на газ

Следовательно, работа поршня равна по модулю и противоположна по знаку работе газа:

Так, в процессе расширения газ совершает положительную работу ; при этом работа, совершаемая над газом, отрицательна . Наоборот, при сжатии работа газа отрицательна , а работа, совершаемая поршнем над газом, положительна 0 right )’ class=’tex’ alt=’left ( {A}’ > 0 right )’ />.

Будьте внимательны: если в задаче просят найти работу, совершённую над газом, то имеется в виду работа .

Как мы знаем, существует лишь два способа изменения внутренней энергии тела: теплопередача и совершение работы.

Опыт показывает, что эти способы независимы — в том смысле, что их результаты складываются. Если телу в процессе теплообмена передано количество теплоты , и если в то же время над телом совершена работа , то изменение внутренней энергии тела будет равно:

(2)

Нас больше всего интересует случай, когда тело является газом. Тогда (где , как всегда, есть работа самого газа). Формула (2) принимает вид: , или

(3)

Соотношение (3) называется первым законом термодинамики. Смысл его прост: количество теплоты, переданное газу, идёт на изменение внутренней энергии газа и на совершение газом работы.

Напомним, что величина может быть и отрицательной: в таком случае тепло отводится от газа. Но первый закон термодинамики остаётся справедливым в любом случае. Он является одним из фундаментальных физических законов и находит подтверждение в многочисленных явлениях и экспериментах.

к оглавлению ▴

Применение первого закона термодинамики к изопроцессам

Напомним, что в изопроцессе остаётся неизменным значение некоторой величины, характеризующей состояние газа — температуры, объёма или давления. Для каждого вида изопроцессов запись первого закона термодинамики упрощается.

1. Изотермический процесс, .
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. Если температура газа не меняется, то не меняется и внутренняя энергия: . Тогда формула (3) даёт:

Всё подведённое к газу тепло идёт на совершение газом работы.

2. Изохорный процесс, .
Если объём газа остаётся постоянным, то поршень не перемещается, и потому работа газа равна нулю: . Тогда первый закон термодинамики даёт:

Всё тепло, переданное газу, идёт на изменение его внутренней энергии.

3. Изобарный процесс, .
Подведённое к газу тепло идёт как на изменение внутренней энергии, так и на совершение работы (для которой справедлива формула (1)). Имеем:

к оглавлению ▴

Адиабатный процесс

Процесс называется адиабатным, если он идёт без теплообмена с окружающими телами.

Адиабатный процесс совершается газом, находящимся в теплоизолированном сосуде. Такой сосуд препятствует всем видам теплопередачи: теплопроводности, конвекции, излучению. Пример теплоизолированного сосуда — термос.

Приблизительно адиабатным будет всякий процесс, протекающий достаточно быстро: в течение процесса теплообмен просто не успевает произойти.

При адиабатном процессе . Из первого закона термодинамики получаем: , или .

В процессе адиабатного расширения газ совершает положительную работу, поэтому (работа совершается за счёт убыли внутренней энергии). Следовательно, газ охлаждается. Если заставить газ совершить достаточно большую работу, охладить его можно весьма сильно. Именно на этом основаны методы сжижения газов.

Наоборот, в процессе адиабатного сжатия будет , поэтому : газ нагревается. Адиабатное нагревание воздуха используется в дизельных двигателях для воспламенения топлива.

Кривая, изображающая ход адиабатного процесса, называется адиабатой. Интересно сравнить ход адиабаты и изотермы на -диаграмме (рис. 5).

Рис. 5. Сравнительный ход изотермы и адиабаты

В обоих процессах давление убывает с увеличением объёма, но в адиабатном процессе убывание идёт быстрее. Почему?

При изотермическом расширении давление падает потому, что уменьшается концентрация частиц газа, в результате чего удары частиц по стенкам сосуда становятся реже. Однако интенсивность этих ударов остаётся прежней: ведь температура газа не меняется — значит, не меняется и средняя кинетическая энергия его частиц.

А при адиабатном расширении, наряду с уменьшением концентрации частиц, падает также и температура газа. Удары частиц становятся не только более редкими, но и более слабыми. Вот почему адиабата убывает быстрее изотермы.

Современный быт невозможно представить без водопровода в квартире. Водоснабжение — это сложный и многофункциональный процесс, работа которого для нормальной жизнедеятельности человека должна быть обеспечена круглосуточно и с требуемым напором. Хотя с последним часто могут возникать проблемы.

В этом материале разберем, какой существует норматив на давление воды в водопроводе в квартире и что можно предпринять, если предписанные стандарты не соблюдаются. Эта информация будет полезной потребителям услуги водоснабжения в многоквартирном доме.

Изложенный материал дополним наглядными фотоматериалами и видеосоветами по монтажу оборудования, позволяющего повысить давление в водопроводе.

Стандарты по давлению воды

В нормативных документах, регламентирующих стандарты, касающиеся системы водоснабжения, встречаются такие параметры, как давление воды и минимальный свободный напор.

Величины для измерения давления

Для того чтобы правильно понимать указываемые в документах нормы, предписывающие с каким давлением должна подаваться вода в систему водопровода многоквартирного дома, необходимо представлять взаимосвязь этих величин.

Если коротко, то давление воды характеризует силу, действующую на препятствие, имеющееся на пути потока. Таким образом, давление обладает потенциальной энергией.

В движущейся же жидкости давления нет, а вот напор, сравнимый с кинетической энергией и представляющий собой линейную единицу, максимален.

Встречающийся в нормативных документах показатель свободного напора означает наименьшую высоту на которую требуется поднять воду, с учётом потерь на преодоление сопротивления труб, над уровнем земли для достижения ею точки водоразбора.

Обе эти величины могут переходить друг в друга.

Давление воды может измеряться в различных единицах. Так как 1 бар ≈ 0,99 физической атмосферы (атм), то условно эти величины приравнивают. 1 атм или 1 кг/см технической атмосферы (ат) соответствует напору, создаваемому 10 метровым водяным столбом.

В метрической системе мер за основную единицу для измерения давления принимается Паскаль. Для воды измерение проводится в мегапаскалях (МПа). К несистемным единицам относятся: бары, атмосферы, кгс/см².

Нормативные показатели давления в трубопроводах

Основными нормативными документами, определяющими гарантированные водоснабжающей организацией значения давления воды в инженерных коммуникациях многоквартирного дома, являются:

1. Свод правил СП 30.13330.2016.
2. Постановление Правительства РФ от 6.05.2011 г. № 354.

Первым документом установлена норма давления воды на уровне самого низко расположенного в доме санитарно-технического оборудования.

Постановлением № 354 регламентируются требования к качеству поставляемых коммунальных услуг, в том числе, определены стандарты давления в жилых домах по ХВС и ГВС в точках забора.

Однако для поиска ответов на вопросы, каким должно быть давление и напор воды в системе водопровода в квартире, руководствоваться только этими документами, особенно при проведении расчётов для установки в квартире насоса усиливающего давление, будет не достаточно.

Для этого необходимо воспользоваться методиками:

• СНиП 2.04.02-84 — определяет нормы давления воды на входе в дом;
• СНиП 2.04.01-85 — нормирует напор на водоразборе в квартире.

Согласовав все эти документы между собой, можно вывести основные нормативные значения по давлению воды.

Например, для дома в 8 этажей входной напор воды по расчётам должен быть минимум: 10 м + (4 м × 7 этажей) = 38 м или 3,8 атм (кг/см2).

Давление в точке водоразбора на вводе в квартиру дома должно обеспечиваться:

• ХВС в пределах от 0,03 МПа (0,3 атм) до 0,6 МПа (6,0 атм);
• ГВС — от 0,03 МПа (0,3 ат.) до 0,45 МПа (4,5 атм).

Не менее какой величины должен быть свободный напор воды в квартире у конкретных сантехприборов, имеющих смесители, также регламентируется СНиПом:

• умывальник— 0,2 ат;
• ванна — 0,3 ат;
• душкабина— 0,3 ат.

С учётом приведенных показателей, при выборе сантехнического прибора необходимо обращать внимание на значение минимального давления, на работу при котором он рассчитан.

Поэтому, о приборах, в характеристиках которых указаны параметры ниже норматива, можно говорить как о непредназначенных для установки на конкретных инженерных сетях и подлежащих замене.

Следует учитывать и такой нюанс — приведённые строительные нормативы определяют допустимо возможные минимальные или предельные границы по водяному давлению, и этот разрешённый диапазон достаточно велик.

На практике, оптимальным значением напора воды во внутриквартирной сети, при котором обеспечивается комфортное её использование и корректная работа бытовых приборов, составляет 4 атм.

Если вы проживаете в частном доме или пользуетесь дачей с автономным водопроводом, рекомендуем ознакомиться с нормами давления в системе частного водоснабжения и способами его повышения.

Способы снятия показаний

Теоретические знания нормативных значений, касающихся водонапора, позволяют переходить к практике, дающей ответ на вопрос, как измерять в домашних условиях давление воды в кране или других водоразборных точках квартиры.

Способ #1 — применение стационарных манометров

Основным прибором для замеров давления в водопроводных коммуникациях является манометр. Существует несколько видов устройств этого назначения, отличающихся конструктивно и по принципу работы.

Часто контроль давления воды в квартире ограничивается показаниями прибора, установленного на границе отсекающей внутриквартирный и центральный трубопроводы. Однако в реальности показания такого манометра будут являться не совсем корректными и принимаемыми с некоторыми погрешностями.

Это обусловлено тем, что не учитываются все потери давления на элементах внутренней разводки квартиры (фильтры, тройники, запорная и регулирующая арматура). Кроме этого, на свободный напор воды оказывают влияние повороты и участки с изменением сечений трубопроводов.

Поэтому лучшим вариантом является оснащение манометрами всех входов точек потребления воды в квартире. Это вполне доступно на этапах строительства жилья или в ходе ремонтных работ по замене трубопроводов водоснабжения.

Отсутствие стационарно установленных приборов не лишает потребителя возможности произвести замер водяного давления в любой водоразборной точке другими способами.

Способ #2 — использование переносного манометра

Особенностью переносного измерительного прибора является его универсальность и возможность несложной установки на трубопроводах и такого же простого демонтажа.

Применение данного метода позволяет измерять водяное давление непосредственно на входе каждого сантехнического прибора, влияющего на её напор.

Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.

Наиболее удобной точкой подключения для проведения замера давления воды является душ.

Алгоритм проведения измерений следующий:

1. Душевая лейка откручивается от шланга.
2. На шланг монтируется манометр.
3. Открывается кран на душе.
4. Замеряется давление.

Для снятия корректных показаний прибора необходимо в процессе замера избавиться от воздушной пробки. Устраняется она путем нескольких переключений смесителя с крана на душ или открытием и закрытием другого крана в системе водопровода.

Если нет соответствующего переходника, то вместо него можно подобрать шланг с диаметром, позволяющим подключить его к манометру. Соединение со шлангом душа в этом случае производится через штуцер с резьбой ½ дюйма.

Напор воды в течение суток может колебаться, поэтому для достоверности снимаемых показаний измерения рекомендуется производить несколько раз, в том числе в период пикового разбора воды.

Способ #3 — бесприборное определение давления

Данный способ позволяет с определённой степенью погрешности измерить давление воды в точке подключения к сантехприборам без использования специальных измерительных устройств.

Эксперимент с использованием прозрачного ПВХ шланга проводится по следующей методике:

1. Шланг одним концом подключается к точке разбора, выставляется и, желательно, фиксируется в вертикальном положении.
2. Открывается кран и трубка заполняется водой до отметки, соответствующей нижней части крана (нулевой уровень).
3. Верхнее отверстие герметично закрывается.
4. Открывается на максимальный напор водопроводный кран.
5. Измеряется высота водяного столба от нулевого уровня до нижней границы воздушной пробки (Н).
6. Фиксируется высота воздушной пробки (h).

Измерения расстояний необходимо проводить не сразу, а через 1-2 минуты, после того, как под давлением воды из открытого крана в шланге образуется воздушная пробка.

За величину Ратм принимается значение атмосферного давления в трубке до начала эксперимента — 1 атм.

Причины слабого напора и профилактика

Обязанность по обеспечению требуемого давления в водопроводной системе многоквартирного дома возлагается на организацию, на обслуживании которой находится дом. Как правило, это управляющая компания, но также, договор на услугу водоснабжения может быть заключен и напрямую — с поставщиком этой услуги.

Поэтому, первое, что необходимо предпринять при общем снижении давления воды в доме или по стояку — это установленным порядком, лучше письменно, проинформировать ответственную организацию для принятия мер реагирования.

Но, к сожалению, очень часто бороться с несоответствующим требуемым нормам напором воды в квартирах, жильцам приходится самостоятельно.

В большинстве случаев основным проблемным вопросом является низкое давление воды.

Для того чтобы принять правильное техническое решение по исправлению ситуации, без ущерба для водонапорной системы и потребителей, необходимо, прежде всего, установить причины, вызывающие его снижение.

К таким факторам могут относиться:

• неисправности, в виде утечек и порывов на инженерных сетях, запорной арматуре, фитинговых соединениях;
• зашлакованность трубопроводов, в результате чего уменьшается их пропускная способность.

Устранение управляющей компанией неисправностей на общедомовых сетях и выполнение комплекса мероприятий по их своевременному обслуживанию иногда позволяют полностью решить эту проблему.

Кроме фильтров грубой очистки, как правило, для всех бытовых приборов-потребителей воды в квартире монтируются фильтры тонкой очистки. И профилактикой от отказов в работе этих приборов, из-за снижения давления, является чистка всех фильтр-элементов.

Последствия отклонений давления от нормы

Одной из важных технических характеристик, определяющих нормальное функционирование системы водоснабжения, является давление воды. Несоответствие его установленным значениям в любую из сторон может стать причиной возникновения ряда проблем.

При повышенном давлении создаётся угроза:

• нарушения целостности резьбовых соединений, муфт, фитингов;
• повреждения керамических вентилей;
• выхода из строя клапанов и другого оборудования бытовых приборов, подключенных к водопроводу.

Недостаточный напор воды может служить причиной не только бытовых неудобств, возникающих, например, при мытье посуды, принятии душа, но и полного отказа от работы — в худшем варианте, некоторых санитарно-технических приборов, газовых колонок и проточных водонагревателей.

Любое отклонение давления воды от нормативно предусмотренного требует определения причины этой неисправности и срочного принятия мер для нормализации напора.

Способы увеличения давления в системе

Проблема с водонапором, особенно в старых домах, может иметь конструктивно-технический характер, перед которым коммунальщики бессильны. Также, экономя энергоресурсы, поставщики часто отключают один или несколько общедомовых повысительных насосов. За счет дублирующих контуров водоснабжение полностью не прекращается, но напор в системе значительно снижается.

В такой ситуации возникает необходимость применения одного из двух или двух одновременно методов оснащения водопроводной сети дополнительным оборудованием для увеличения давления и напора воды.

Метод #1 — проточный насос

Насосы такого типа повышают напор воды без дополнительного её забора, и каких-либо разрешений на их установку в квартирах не требуется.

Существует несколько разновидностей данных устройств, отличающихся по таким характеристикам, как:

• тип управления (ручное, автоматическое);
• разрешённая температура воды;
• способ охлаждения.

Встроенный датчик устройства автоматически реагирует на падение давления в системе и поднимает его до оптимального значения.

Агрегаты данного вида относятся к поверхностным циркуляционным насосам. Они легко и быстро монтируются на существующих инженерных сетях. Как правило, дополнительных реконструкций системы для установки проточных насосов не требуется.

Давление, нагнетаемое насосом, может регулироваться как в ручном, так и в автоматическом режиме.

При подборе насоса необходимо сопоставлять его производительность с водопотреблением в квартире, чтобы при одновременном использовании нескольких бытовых приборов потребляющих воду, пропускной способности агрегата хватило для их нормальной работы.

К примеру, на три точки разбора воды будет достаточно насоса производительностью 3,5 м³ /час.

Из наиболее популярных моделей агрегатов данного назначения можно выделить прибор от бельгийского производителя Grundfos UPA 15-90, имеющего большой рыночный спрос и достойное соотношение цены и качества.

Насос имеет очень хорошую характеристику по шуму — 35 дБ, что не требует дополнительной звукоизоляции в жилых помещениях. Несмотря на небольшую потребляемую мощность — 120 Вт, напор воды в системе повышается на 0,6 — 0,8 бар.

Важная спецификация агрегата — автоматическая блокировка при расходе воды менее 90 л в минуту и защита мокрого ротора (одновременное охлаждение и смазка).

Насос может устанавливаться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Метод #2 — насосная станция

При отсутствии эффекта от использования проточного насоса, более радикальной мерой будет являться установка в квартире насосной станции для повышения давления.

Часто только такая вынужденная мера может решить проблемы с напором воды у жильцов верхних этажей многоэтажек.

С помощью реле давления вода поступает к потребителю с требуемым, заранее заданным, напором. При заполнении ресивера насос отключается.

Возобновляется работа станции после израсходования воды в гидроаккумуляторе.

Преимущества такого устройства:

• возможность пользования водой даже при её отсутствии в водопроводной системе;
• устойчивость к перепадам водяного давления.

Но следует учитывать, что такие агрегаты имеют относительно большие габариты и они более шумные, чем проточные насосы. Это накладывает определенные неудобства в использовании их в квартирах.

Кроме этого, мощная насосная станция может засосать воздух из квартир, расположенных на одних стояках водоснабжения, что приведёт к отключению насоса и необходимости заполнения системы водой.

Более широкое применение насосные станции находят в частных домах на автономных системах водоснабжения.

Рекомендации по выбору насосной станции для повышения давления и обзор лучшей десятки предложений мы привели в следующей статье.

Стабилизация давления воды в системе

В многоэтажках, хоть и реже, но встречается проблема не только низкого, но и завышенного давления воды.

Для его стабилизации на внутриквартирных сетях водоснабжения, защиты самой системы с подключенными к ней измерительными устройствами и бытовыми приборами от повышенного напора, и гидравлических ударов применяются редукторы/регуляторы давления.

Установку редукторов давления рекомендуется производить на трубопроводах сразу после входного запорного устройства перед счётчиками водоснабжения.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик показывает способы снятия показаний давления воды в квартире в трёх водоразборных точках:

Видеоролик, автор которого предлагает доступный способ измерения давления воды в системе водоснабжения при помощи манометра, изготовленного из подручных средств:

Видео с советами по правильному монтажу на инженерных сетях циркуляционного проточного насоса:

Знание предписанных законодательством норм по давлению воды в водонапорной системе квартиры и правильное проведение процедуры его замеров очень важны для простого потребителя. Это позволит аргументировать свои законные требования к управляющей компании в случае нарушений ей социальных стандартов по водоснабжению.

Но главное, даже оставшись наедине с этой проблемой, следуя приведённым инструкциям, вполне доступно самостоятельно обеспечить комфортное пользование водой и защитить бытовые приборы и санитарно-технические устройства, использующие воду, от отказов в работе и преждевременного выхода из строя.

Вы неоднократно наблюдаете слабый напор в сети водоснабжения и хотите своими силами повысить его? Но у вас остались сомнения по выбору оптимального варианта для повышения давления? Спрашивайте совет у других пользователей и наших экспертов в блоке комментариев.

А может вы самостоятельно установили оборудование, повышающее давление, и теперь хотите поделиться своим опытом? Пишите свои рекомендации, добавляйте фото вашего насоса/станции под этой статьей.

Определение

Закон Паскаля: давление, производимое на жидкость или газ, передается жидкостью или газом во все стороны одинаково.

Такая особенность передача давления жидкостями и газами связана с подвижностью молекул в жидком и газообразном состояниях.

Давление столба жидкости определяется формулой:

p = ρ_жgh

p — давление столба жидкости (Па), ρ_ж — плотность жидкости (кг/м³), g — ускорение свободного падения (≈10 м/с²), h — высота столба жидкости, или ее глубина (м).

Важно! Высоту h нужно определять от поверхности жидкости.

Сила давления жидкости

Сила давления жидкости на дно сосуда — это произведение давления, оказываемого жидкостью на дно сосуда, на площадь этого дна:

F = pS = ρ_жghab

Сила давления жидкости на боковую грань сосуда — это произведение половины давления, оказываемого жидкостью на дно сосуда, на площадь грани:

F=ρжgh2hb

Подсказки к задачам:

• Плотность пресной воды равна 1000 кг/м³.
• Плотность соленой воды равна 1030 кг/м³.

Пример №1. Чему равно давление, созданное водой, на глубине 2 м?

Давление в жидкостях определяется формулой:

p = ρ_жgh.

Давление, созданное пресной водой, равно:

p = 1000∙10∙2 = 20000 (Па) = 20 (кПа)

Давление, созданное соленой водой, равно:

p = 1030∙10∙2 = 20600 (Па) = 20,6 (кПа)

Гидростатический парадокс

Из закона Паскаля следует, что давление на дно сосуда определяется только плотностью жидкости и высотой ее столба. Поэтому, если в разные сосуды налить одинаковую жидкость одинаковой высоты, давление, оказываемое ею на дно каждого из сосудов, будет одинаковым.

p₁ = p₂ = p₃

Сила давления при этом будет разная, так как она прямо пропорционально зависит от площади дна. Так как площадь дна первого сосуда минимальна, а третьего максимальна, силы давления, оказываемые жидкостью на дно сосудов, будут такими:

F₁ < F₂ < F₃

Пример №2. На рисунке изображены три сосуда с разными жидкостями. Площади дна сосудов равны. В первом сосуде находится вода (ρ₁ = 1 г/см³), во втором — керосин (ρ₂ = 0,8 г/см³), в третьем — спирт (ρ₃ = 0,8 г/см³). В каком сосуде оказывается максимальное давление на дно?

Давление зависит только от плотности жидкости и от ее столба: площадь сосудов никакой роли не играет. Так как столбы жидкостей во всех сосудах одинаково, остается сравнивать плотности. Плотность воды больше плотности керосина и плотности спирта. Поэтому в сосуде 1 давление на дно сосуда будет максимальным.

Алиса Никитина | Просмотров: 8.5k

Что это такое?

Чтобы водопровод исправно функционировал, службы водоканала постоянно поддерживают в нем определенное давление.

Напор измеряется физической величиной, равной силе воздействия воды на стенки трубопровода.

С помощью него от водоснабжения добиваются такого состояния, при котором он будет полноценно функционировать без риска наступления аварийных ситуаций:

1. прорыва труб,
2. запорной арматуры
3. различного сантехнического оборудования.

Справка! В народе давление называют напором. И хоть эти понятия не тождественны, но суть их одинакова. Напор – это одно из многих его обозначений.

Обозначение напора в трубопроводе

Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:

• В России давление принято измерять в кгс/см². 100 кгс/см² тождествено 980,67 Па.
• В европейских странах применяют другую условную единицу – бар, который равен 10⁵ Па.
• В Англии и США используют обозначение psi, что соответствует 6,87 кПа.

Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.

К сведению. Напор воды в 1 бар соответствует 1,02 атмосфер и равнозначно 10-ти метрам водного столба.

Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице:

Зависимость скорости от напора

В водоснабжении существует одна весьма важна взаимосвязь – зависимость давления от скорости воды в трубопроводе. Данное свойство подробно описано в физическом законе Бернулли. Подробно рассматривать его мы не будем, но укажем лишь на его суть — при увеличении скорости течения воды её давление в трубе снижается.

Так вышло, что не все сантехнические приборы рассчитаны на эксплуатацию при высоком напоре, в большинстве случаев они ограничены 5-6 атмосферами, — иначе повышенных износ и преждевременный выход из строя.

В центральных магистралях этот показатель значительно выше – может достигать 15 атмосфер, а потому для его снижения при подключении внутренних систем используют трубы меньшего диаметра.

Важно. При уменьшении сечения трубы, увеличивается скорость течения воды, но уменьшается ее давление. Поэтому при хронически низком напоре в квартире следует рассмотреть возможность увеличения диаметра внутреннего трубопровода.

Какая мощность в системе ГВС и ХВС?

Давление воды в многоэтажных домах, подключенных к центральной водопроводной сети, не постоянно.

Оно зависит от таких факторов, как этажность дома или время года, — так в летний сезон, особенно в многоэтажных домах становиться особо ощутима нехватка холодной воды, которая в это время идет на полив придомовых или приусадебных участков.

Муниципальные службы на практике стараются держать уровень на средних показателях в 3-4 атмосферы, правда, не всегда успешно. Минимальные показатели, при котором трубопровод дома может функционировать (и для ХВС, и для ГВС), составляют 0.3 бара на один этаж.

Величина напора горячего и холодного водоснабжения несколько отличается в пользу последнего (допускается разница до 25 %).

Объясняется это просто – холодная вода используется активней, поскольку нужна для функционирования канализации. Поэтому максимальные показатели для ХВС будут 6 атмосфер, а для ГВС – 4.5 атмосферы.

Какие показатели считаются нормой (по ГОСТу, СНиП)?

Водоснабжение регулируется следующими нормативным актами:

• СНиП2.04.02-84;
• СНиП2.04.02-85;
• ГОСТ 356-80;
• постановление Правительства РФ №354.

В соответствии с этими документами свободный напор в водопроводной сети на вводе в здание напрямую зависит от его этажности, — для одноэтажных построек этот показатель приравнивается к 1 атмосфере, что соответствует 10-ти метрам водонапора.

В многоэтажных домах это значение увеличивается на 4 метра на каждый этаж здания. В ночное время входящее давление может быть снижено до отметки в 3 метра.

Давление холодной воды должно находиться в пределах от 0.3 до 6 атмосфер, горячей – от 0.3 до 4,5.

Внимание. Согласно п. 2.28 СНиП 2.04.02-84, максимальное давление на вводе в сеть водоснабжения многоэтажного здания не может превышать 60-ти метров водяного столба (6 атмосфер). В противном случае следует устанавливать регуляторы давления или использовать зонирование водопроводной сети.

Как узнать мощность: пошаговая инструкция

Наиболее точным способом определить давление водопровода может стать встроенный манометр, — его устанавливают на входе во внутреннюю сеть сразу после запорной арматуры с фильтром.

Если такое оборудование не установлено, то можно изготовить переносной его аналог самостоятельно.

Для того понадобится:

• манометр до 6 атмосфер;
• резьбовой удлинитель;
• переходник (при необходимости);
• фумлента;
• разводной ключ.

Порядок работ:

1. К манометру присоединяют резьбовой удлинитель, на который крепят переходник (при необходимости). Для точности производимых измерений с помощью фумленты достигают герметичности соединений.
2. От с шланга душа отсоединяют лейку и прикручивают подготовленный ранее манометр, — соединение герметизируют фумлентой.
3. Полностью открывают кран-буксу душа и снимают показания с манометра.

Справка. Во время испытаний, для точности снятия показаний, нельзя использовать другие сантехнические приборы: стиральную машину, раковину, унитаз и т.д.

Этот способ является наиболее точным, однако если требуется срочно узнать давление, а манометра под рукой нет, то можно применить другой, правда, менее точный метод: определение давления по расходу воды.

Понадобится:

• трехлитровая банка;
• секундомер.

Порядок проведения измерений:

1. 3-литровую емкость подставляют под предварительно открытый на полную мощность кран.
2. Одновременно с этим засекают время на секундомере и фиксируют: за сколько наполнится емкость.
3. Полученное время сверяют с табличными данными и устанавливают давление.

Таблица: зависимость давления от расхода воды:

В видео наглядно показано, как можно измерить давление воды самостоятельно:

Как посчитать потерю?

Потеря давления в водопроводной сети происходит по следующим причинам (засоры и ржавчина труб не рассматриваются):

1. Сопротивление трубы на прямых участках.
2. Местное сопротивление (изгибы, клапана и т.п.).

Для удобства подсчетов существуют онлайн-калькуляторы, которые в считанные секунды позволяют выяснить уровень падения давления в трубопроводе. Также для решения этой задачи можно воспользоваться специальными табличными данными.

Расчет на прямых участках

Для расчета потерь нужно выяснить:

• расход воды;
• материал трубопровода, его диаметр и длину.

Выбрав нужное значение в таблице и выяснить величину снижения давления.

Табличные данные для полипропиленовых труб, — для металлических труб в вычисления нужно добавить поправочный коэффициент 1,5. Если длина трубы меньше 100 метров, то результат умножается на коэффициент длины. Так для металлической трубы с диаметром 50 мм, длиной 35 метров и расходом воды в 6.0 м³/ч получится следующий результат: 1,6*0,35*1,5=0,84 мвс.

На местах

Также потери происходят на поворотах и изгибах трубопровода, а также в местах нахождения запорной арматуры и фильтров.

Для расчетов существует специальная таблица, чтобы ей воспользоваться нужно узнать скорость потока воды в трубе, — вычисляется это следующим образом: расход нужно разделить на площадь сечения трубы.

В этой таблице данные указаны в сантиметрах водного столба, а потому очевидно, что потери давления на местных сопротивлениях не критичны и принципиального значения для малых сетей значения не имеют.

Как заглушить трубу с водой под давлением?

Поставить заглушку на трубу – дело не хитрое, если делать это без напора.

Но когда воду нельзя перекрыть, то многие подумают, что сделать это невозможно. Однако это не так.

Обычную заглушку поставить не получится, так как сильный напор не даст возможность даже наживить её на резьбу.

Но если воспользоваться вместо неё обычным водопроводным краном, то всё получится.

Метод заключается в том, чтобы кран, который будет заглушать трубу, перевести в открытый режим, — вода будет проходить сквозь него и тем самым даст возможность его наживить на резьбу трубы. Как только кран-заглушка будет наживлен и закручен на несколько витков, его можно перекрывать.

Перед работами нужно убедиться в том, что ничто не помешает выполнению работ, а также подготовить емкость для набора воды, тряпочную ветошь для уборки (чтоб не протопить соседей).

Этим методом можно воспользоваться даже в случае, если заглушаемая труба будет без резьбы, — тогда на кран-заглушку нужно надеть гибкий шланг, который бы налезал на трубу.

Кран, как и в первом случае, нужно полностью открыть, а шланг одевать на трубу — крепить его нужно на один-два хомута. После этого можно окончательно перекрывать воду.

Важно. Нельзя применять этот способ для заглушки трубопроводов горячей воды без полного перекрытия системы.

Заключение

В многоэтажных домах существует проблема не только с пониженным, но и с избыточным давлением, — это случается с квартирами на первых этажах дома, например, когда система не зонирована или при разовом нарушении режима водоснабжения коммунальными службами.

Поэтому навык самостоятельного замера мощности в водопроводе квартиры приобретает особую ценность, поскольку позволяет своевременно выявить превышение давления и дать знать службам водоканала соответствующий сигнал, что предотвратит аварийную ситуацию и преждевременный выход сантехнического оборудования.