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虹吸

 doggog 2012-04-07

虹吸式排水

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虹吸式排水是液態(tài)分子間引力與位差能造成的。即利用水柱壓力差,使水上升再流到低處。由于管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內(nèi)的水面變成相等高度,水就會停止流動。利用虹吸現(xiàn)象很快就可將容器內(nèi)的水抽出。

  打個比方,在一個水缸里裝有水,用一根管子一端放在水中,另一端在缸沿自然垂下,用嘴在這端端口吸氣一會,然后松嘴,那么缸中的水就會從管子中流下來.因為管子呈一段弧形,像彩虹,又能直到吸水的作用,故稱為虹吸現(xiàn)象
  虹吸管是人類的一種古老發(fā)明,早再公元前1世紀,就有人造出了一種奇特的虹吸管。
  事實上,虹吸作用并不完全是由大氣壓力所產(chǎn)生的,在真空里也能產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。使液體向上升的力是液體間分子的內(nèi)聚力。在發(fā)生虹吸現(xiàn)象時,由于管內(nèi)往外流的液體比流入管子內(nèi)的液體多,兩邊的重力不平衡,所以液體就會繼續(xù)沿一個方向流動。在液體流入管子里,越往上壓力就越低。如果液體上升的管子很高,壓力會降低到使管內(nèi)產(chǎn)生氣泡(由空氣或其他成分的氣體構成),虹吸管的作用高度就是由氣泡的生成而決定的。因為氣泡會使液體斷開,氣泡兩端的氣體分子之間的作用力減至0,從而破壞了虹吸作用,因此管子一定要裝滿水。在正常的大氣壓下,虹吸管的作用比在真空時好,因為兩邊管口上所受到的大氣壓提高了整個虹吸管內(nèi)部的壓力。 應用實例:把充滿水的膠管一端插入水中,另一端垂在盛水的容器之外,而且,出水口要低于水面。這樣,水就會從容器順著膠管流出。
  花卉市場上賣的吸水石就是這個道理,石頭中有好多小細眼,由于虹吸現(xiàn)象可以將石頭底部的水吸上去供石頭上的小植物如綠苔,麥苗生存。包括一些虹吸茶壺,虹吸馬桶,都是此原理。
  如今,虹吸已經(jīng)運用到現(xiàn)代的工程中,很多屋面排水系統(tǒng)都是使用虹吸式排水,虹吸技術運用在現(xiàn)代建筑是1968年,由Olavi Ebeling與Persommerhein共同發(fā)明,在過去的四十多年里,他們所研究的虹吸排水系統(tǒng)一直領先與世界水平,虹吸式排水系統(tǒng)打破了常規(guī)的重力排水系統(tǒng),虹吸式排水系統(tǒng)是利用屋頂專用雨水漏斗實現(xiàn)氣水分離。開始時由于重力作用,使雨水管道內(nèi)產(chǎn)生真空,當管中的水呈壓力流狀態(tài)時,形成虹吸現(xiàn)象,不斷進行排水,最終雨水管內(nèi)達到滿流狀態(tài)。在降雨過程中,由于連續(xù)不斷的虹吸作用,整個系統(tǒng)得以快速排放屋頂上的雨水。虹吸式排水系統(tǒng)管道均按滿流有壓狀態(tài)設計,雨水懸吊管可做到無坡度敷設,當產(chǎn)生虹吸作用時,水流流速很高,有較好的自清作用。如今,虹吸式排水系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的運用,1993年,該虹吸排水系統(tǒng)首次運用到新加坡一建筑工程里,自此,Persommerhein為亞洲的屋面雨水排放系統(tǒng)帶來新的革命。
  在建筑工程中使用該虹吸式排水系統(tǒng)的優(yōu)勢在于:1.雨水斗在屋面上布點靈活,更能適應現(xiàn)代建筑的藝術造型,很容易滿足不規(guī)則屋面的雨水排放。2.單斗大排量,屋面開孔少,減少屋面漏水幾率,減輕屋面防水壓力。3.落水管的數(shù)量少和直徑小,滿足了現(xiàn)代建筑的美觀要求以及大型標志性建筑,各種大跨度屋面及高層建筑群樓的雨水排放。4.系統(tǒng)安全性高,管道走向可以根據(jù)需要設置,在不影響建筑功能及使用空間的同時滿足現(xiàn)代大型購物廣場,超市,廠房,倉庫及各種網(wǎng)架結(jié)構金屬屋面的雨水排放。5.在設計流量下,系統(tǒng)中滿管流無空氣旋渦,排水高效且噪音小,更能完美配合現(xiàn)代影院,劇場,會展中心,圖書館,學校醫(yī)院的聲學要求。6.管路設計同時滿足正負壓要求,能保證通過高層,超高層建筑全程管路滿水實驗檢驗驗收,且能避免負壓失控確保系統(tǒng)正常運行。7.由于管路直徑小,總長度少和系統(tǒng)安裝簡便所帶來的管道成本和安裝費用減少,管道安裝無特殊要求,使虹吸雨水排水系統(tǒng)得到眾多的業(yè)主和施工單位青睞。
  如今,在國內(nèi)虹吸式排水系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的運用,由于虹吸式排水系統(tǒng)能快速把屋面雨水排放,安裝簡便,適應現(xiàn)代建筑造型等優(yōu)點,在國內(nèi)的工程中有國家體育場(鳥巢),首都機場T3航站,中央電視臺新址...還有上??萍拣^,廣州白云機場航站樓.....等大面積屋面排水已經(jīng)采用虹吸排水系統(tǒng),在未來,將有更多的建筑物采用虹吸排水系統(tǒng)。
  更簡單的說,虹吸式雨水排水系統(tǒng)的技術原理是利用建筑物的高度所形成的水頭,依靠特殊的雨水斗設計,實現(xiàn)氣水分離,從而使與水管最終達到滿流狀態(tài),當管中的水量是壓力流狀態(tài)時,虹吸作用就產(chǎn)生了,在整個降水過程中,由于連續(xù)不斷的虹吸作用,整個系統(tǒng)得以令人驚奇的速度排除雨水,快速使屋面的雨水排走到地面

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