3: Тиск

Last updated
Save as PDF

Page ID: 31237

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Тиск має вирішальне значення для переміщення води, звідки вона збирається або зберігається, туди, де вона буде використовуватися. У системі збору дощової води вода повинна мати можливість надходити з водозбору через фільтри та транспортування до першого змиву та зберігання або кінцевого використання. Цей тиск може забезпечуватися самопливом від вертикального перепаду висот або насосом.

Як уявлення про те, скільки тиску вам знадобиться, типовий тиск води в житлових приміщеннях США становить від 40 до 80 фунтів на квадратний дюйм (фунтів на квадратний дюйм), типові системи крапельного зрошення (і деякі мікро-спринклери) потребують від 15 до 25 фунтів на квадратний дюйм, а деякі відповідні технології крапельного зрошення системи потребують лише від 4 до 10 фунтів на квадратний дюйм.

На додаток до потоку з водозбору до сховища, потік від сховища до кінцевого використання є критичним. Використання існуючої топографії та/або платформ часто може дати достатній тиск для кінцевого використання. При необхідності може бути реалізований насос для додавання достатнього тиску. У той час як використання насоса збільшує тиск, це також збільшує авансові та експлуатаційні витрати.

Гравітація, що діє на вертикальну висоту водяного стовпа, - це те, що виробляє тиск, який також називають напором. Слідкуйте за тим, щоб не плутати обсяг з тиском (натиск). Наприклад, водонапірна вежа висотою 20 футів розміром 8000 галонів має такий же тиск води, як 20-футова труба висотою 80 галонів. Щоб проілюструвати цей ефект, зобразіть (або побудуйте) U-трубу з двома ніжками різного діаметру і клапаном між ними (рис. 3-1). Потім заповніть трубу більшого діаметру водою. Потім подивіться, де буде рівень води, як тільки ви відкриєте вентиль. Так як тиск води не залежить від обсягу, рівні повинні бути рівні один одному (також називають «вода шукає свій рівень»).

Інший експеримент, щоб переконати себе в тому, що тиск води залежить від висоти, а не об'єму, - це відчути тиск на дні басейну глибиною 10 футів порівняно з глибиною 10 футів у прісноводному озері. Ці два тиску повинні відчувати однаково. Тому головку, наявну в системі, можна визначити шляхом вимірювання доступних висот і застосування базової фізики або стандартного коефіцієнта перетворення.

3.1: Маса і вага
Перш ніж розрахувати тиск, давайте розрахуємо масу нашого сховища. Як зазначалося раніше, вага є критично важливим, оскільки системи можуть вийти з ладу, якщо сховище стає занадто важким для платформи, або, що ще гірше, занадто важким для даху або пагорба, на якому сидить сховище. Крім того, знання того, як розрахувати вагу накопичувача, добре призводить до розрахунку тиску, який є силою над площею, де сила - вага води.
3.2: Розрахунок тиску
Тиск є критичним, оскільки саме він переміщує воду з однієї точки в іншу. Загальним обмеженням при проектуванні системи збору дощової води є забезпечення достатнього тиску для кінцевого використання. Для систем з низькими дахами або складним рельєфом (наприклад, площа водозбору знаходиться в поглибленні) іноді достатній тиск можна отримати лише за допомогою насоса.