详细介绍: 虹吸式屋面雨水排放系统气水混合流的影
当系统管道内形成虹吸作用时,由于可供使用的管道管径不一定恰好是计算所得的管径尺寸,因此管道内部会有很多溶解在水中的小气泡,并不是完全理想化的液体单相流。这些微小气泡在流动过程中会逐渐释放,然而这种气水混合流而非气水两相流的流态,仍可以被看作虹吸作用,是允许存在的状态,并不影响虹吸作用的形成,也不影响系统的排水能力。影响管道内水的流态的另一个重要因素是系统内各部分的负压,负压过大时会导致管内流速过快,发生气蚀现象,对于金属管道产生极大伤害。同时负压过高,系统内小气泡会在负压作用—破裂使管道系统产生剧烈震动,减少系统使用寿命。因此在虹吸式雨水管道计算时要求管道内负压不超过-0.08Mpa(气蚀临界值约为-0.092MPa)。
但是,溶解在水中的气泡并不意味着管道内的气团。如果排水管道内,中间部分是气团,沿壁部分是水流,这样就是传统重力雨水排放系统的管内流态。管道内气团的存在,严重影响虹吸作用时管内满流状态的形成,水流在管内的充满度相当低,大大减小了系统的排水能力。
5.3虹吸式屋面雨水排放系统的一体性和密封性
为保证虹吸排水的产生和持续作用,就要求从雨水斗到管道系统的整套排放系统必须是一体的,各部分紧密相连。如果雨水斗有一个完全敞开的入口,空气就会在水流旋转作用的带动下,从入口出进入整个雨水排放系统,这样就根本无法形成满流的虹吸状态,整个系统也不再是高效的虹吸式排放系统了,实际上已经作为一个传统的重力式排水系统在工作了。但是,重力式排放系统为了达到比较好的排放效果,在安装管道时要求悬吊管的最小坡度为2%。而虹吸式系统的悬吊管安装坡度为零,没有重力势能的作用,整个系统无法有效进行排水。因此,只有当雨水口的入口处半敞开时,才能有效阻止空气随时进入系统,当斗前水深满足一定要求时,能够形成水封,完全隔断空气,迅速形成虹吸作用。除了必须保证入口处有效阻止空气进入,还必须保证系统管道中没有空气进入。所以,另一个要求就是系统的完全密封性,要保证管道无渗漏。因为在虹吸作用时,管道内的水流是压力流的状态,一方面管壁承受压力,承插口处同样受压,容易发生渗漏;另一方面,一旦发生渗漏,则管内压力状态改变,影响正常的虹吸作用
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