Напорный бак

Не путать с сосудом под давлением .

Компенсатор давления мембранного типа в бытовой ливневой системе с насосом и Square D реле давления на заднем плане.

напорный бак давления или компенсатор В системе трубопроводов используется для поддержания желаемого давления . Приложения включают буферизацию давления воды в домах.

Простая система контроля воды в колодце

Простая система управления водяной скважиной

На рисунке слева погружной водяной насос установлен в колодце . Реле давления включает водяной насос, когда он обнаруживает давление меньше P _lo, и выключает его, когда обнаруживает давление больше P _hi . Пока насос включен, напорный бак наполняется. Затем напорный бак опорожняется, поскольку он подает воду в указанном диапазоне давлений, чтобы предотвратить «короткий цикл», при котором насос пытается установить правильное давление, быстро переключаясь между P _lo и P _hi .

Простой резервуар под давлением представлял собой резервуар, в котором содержалась вода, с воздушным пространством над водой, которое сжималось по мере поступления в резервуар большего количества воды. Современные системы изолируют воду от сжатого воздуха с помощью гибкой резиновой или пластиковой диафрагмы или баллона, поскольку в противном случае воздух растворится в воде и будет удален из резервуара при использовании. В конце концов воздуха станет мало или совсем не будет, и резервуар станет «затопленным», что приведет к короткому циклу работы, и для восстановления работы его необходимо будет слить. Диафрагма или мочевой пузырь сами по себе могут оказывать давление на воду, но оно обычно невелико и в дальнейшем обсуждении им пренебрегают.

Случай 1 — пустой бак при давлении зарядки P _c (манометрическое). Общий объем резервуара составляет V _t . Случай 2 представляет собой действующий резервуар с давлением воздуха P (манометрическое) и объемом воды V.

Ссылаясь на диаграмму справа, можно сказать, что в пустом состоянии напорный бак обычно находится под давлением с «давлением зарядки» P _c , которое обычно примерно на 2 фунта на квадратный дюйм ниже давления включения P _lo (случай 1). Общий объем резервуара составляет V _t . Во время использования воздух в резервуаре сжимается до давления P остается объем воды V , и в резервуаре (Случай 2). В дальнейшем развитии все давления представляют собой манометрические давления, которые являются давлениями выше атмосферного давления ( Pa _{, которое} зависит от высоты). Закон идеального газа можно записать для обоих случаев, причем количество воздуха в каждом случае одинаково:

$(P_{\text{c}}+P_{\text{a}})V_{\text{t}}=NkT\qquad {\text{Case 1}}$

$(P+P_{\text{a}})(V_{\text{t}}-V)=NkT\qquad \mathrm {Case2}$

где N — число молекул газа (одинаковое в обоих случаях), k — постоянная Больцмана и T — температура . Предполагая, что температура в обоих случаях одинакова, приведенные выше уравнения можно решить для определения зависимости давления/объема воды в резервуаре:

$V(P)=V_{\text{t}}{\frac {P-P_{\text{c}}}{P+P_{\text{a}}}}$

$P(V)={\frac {P_{\text{a}}V+P_{\text{c}}V_{\text{t}}}{V_{\text{t}}-V}}$

Резервуары обычно характеризуются их общим объемом V _t и «просадкой» (Δ V ), которая представляет собой количество воды, которое будет выброшено из резервуара при изменении давления в резервуаре от P _hi до P _lo , которые устанавливаются реле давления:

$\Delta V=V(P_{\text{hi}})-V(P_{\text{lo}})=V_{\text{t}}{\frac {(P_{\text{a}}+P_{\text{c}})(P_{\text{hi}}-P_{\text{lo}})}{(P_{\text{hi}}+P_{\text{a}})(P_{\text{lo}}+P_{\text{a}})}}$

Теперь можно увидеть причину давления наддува: чем больше давление наддува, тем больше просадка. Однако давление зарядки выше P _lo не позволит насосу включиться, когда давление воды ниже P _lo , поэтому оно поддерживается немного ниже P _lo . Еще одним важным параметром является коэффициент водоразбора ( f _{Δ V} ), который представляет собой отношение водоразбора к общему объему резервуара:

$f_{\Delta V}={\frac {(P_{\text{a}}+P_{\text{c}})(P_{\text{hi}}-P_{\text{lo}})}{(P_{\text{hi}}+P_{\text{a}})(P_{\text{lo}}+P_{\text{a}})}}$

Этот коэффициент не зависит от размера резервуара, поэтому спуск можно рассчитать для любого резервуара, учитывая его общий объем, атмосферное давление, давление зарядки и предельные давления, устанавливаемые реле давления.

См. также

• Герметик (атомная энергетика)

Библиография

• Колдер, Н. (2005). Руководство по механике и электрике Boatowner: Как обслуживать, ремонтировать и улучшать основные системы вашей лодки . Макгроу-Хилл Образование. ISBN  978-0-07-178406-1 . Проверено 30 сентября 2022 г.

Внешние ссылки

• Прям, Танки. «Погружные водяные насосы – водоотливные насосы» . Танки Директ . Проверено 30 сентября 2022 г.