虹吸式排水

虹吸式排水

虹吸式排水是液態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。由於管口水面承受近似相同的大氣壓力,水柱短的一側合壓力大而水柱高的一側合壓力小,水會由合壓力大的一邊流向合壓力小的一邊,直到兩邊的合壓力相等,容器內的水面變成相等高度,水就會停止流動。利用虹吸現象很快就可將容器內的水抽出。

基本介紹

  • 中文名:虹吸式排水
  • 外文名:The siphon drainage
  • 最早出現:公元前1世紀
  • 原理:內聚力
簡介,原理,套用,

簡介

虹吸管是人類的一種古老發明,早再公元前1世紀,就有人造出了一種奇特的虹吸管
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,用嘴在這端連線埠吸氣一會,然後松嘴,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,又能起到吸水的作用,故稱為虹吸現象

原理

事實上,虹吸作用並不完全是由大氣壓力所產生的,在真空里也能產生虹吸現象。使液體向上升的力是液體間分子的內聚力。在發生虹吸現象時,由於管內往外流的液體比流入管子內的液體多,兩邊的重力不平衡,所以液體就會繼續沿一個方向流動。在液體流入管子裡,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產生氣泡(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部的壓力。 套用實例: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,出水口要低於水面。這樣,水就會從容器順著膠管流出。
一些虹吸茶壺,虹吸馬桶,都是此原理。

套用

如今,虹吸已經運用到現代的工程中,很多屋面排水系統都是使用虹吸式排水,虹吸技術運用在現代建築是1968年,由Olavi Ebeling與Persommerhein共同發明,在過去的四十多年裡,他們所研究的虹吸排水系統一直領先於世界水平,虹吸式排水系統打破了常規的重力排水系統,虹吸式排水系統是利用屋頂專用雨水漏斗實現氣水分離。開始時由於重力作用,使雨水管道內產生真空,當管中的水呈壓力流狀態時,形成虹吸現象,不斷進行排水,最終雨水管內達到滿流狀態。在降雨過程中,由於連續不斷的虹吸作用,整個系統得以快速排放屋頂上的雨水。虹吸式排水系統管道均按滿流有壓狀態設計,雨水懸吊管可做到無坡度敷設,當產生虹吸作用時,水流流速很高,有較好的自清作用。如今,虹吸式排水系統已經被廣泛的運用,1993年,該虹吸排水系統首次運用到新加坡一建築工程里,自此,Persommerhein為亞洲的屋面雨水排放系統帶來新的革命。
在建築工程中使用該虹吸式排水系統的優勢在於:1.雨水斗在屋面上布點靈活,更能適應現代建築的藝術造型,很容易滿足不規則屋面的雨水排放。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.落水管的數量少和直徑小,滿足了現代建築的美觀要求以及大型標誌性建築,各種大跨度屋面及高層建築群樓的雨水排放。4.系統安全性高,管道走向可以根據需要設定,在不影響建築功能及使用空間的同時滿足現代大型購物廣場,超市,廠房,倉庫及各種網架結構金屬屋面的雨水排放。5.在設計流量下,系統中滿管流無空氣旋渦,排水高效且噪音小,更能完美配合現代影院,劇場,會展中心,圖書館,學校醫院的聲學要求。6.管路設計同時滿足正負壓要求,能保證通過高層,超高層建築全程管路滿水實驗檢驗驗收,且能避免負壓失控確保系統正常運行。7.由於管路直徑小,總長度少和系統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得到眾多的業主和施工單位青睞。
如今,在國內虹吸式排水系統已經被廣泛的運用,由於虹吸式排水系統能快速把屋面雨水排放,安裝簡便,適應現代建築造型等優點,在國內的工程中有國家體育場(鳥巢),首都機場T3航站,中央電視台新址...還有上海科技館廣州白雲機場航站樓等大面積屋面排水已經採用虹吸排水系統,在未來,將有更多的建築物採用虹吸排水系統。
更簡單的說,虹吸式雨水排水系統的技術原理是利用建築物的高度所形成的水頭,依靠特殊的雨水斗設計,實現氣水分離,從而使與水管最終達到滿流狀態,當管中的水量是壓力流狀態時,虹吸作用就產生了,在整個降水過程中,由於連續不斷的虹吸作用,整個系統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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