| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Инженерные сети > Водоснабжение и водоотведение > Образование воронки и завоздушивание при сливе из бака

Образование воронки и завоздушивание при сливе из бака

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 28.08.2015, 23:15 #1
Образование воронки и завоздушивание при сливе из бака
stoper
 
урбанист
 
Юг России
Регистрация: 10.01.2008
Сообщений: 2,585

Имеется пластиковая ёмкость в виде горизонтальной пластиковой бочки V=60 л на высоте 2 м. Снизу посередине врезан электромагнитный клапан ДУ=25 мм, от него вниз сливной шланг ДУ=32 мм длиной 80 см.
При открытии клапана вода сливается достаточно медленно, например 5 литров выливаются за 20 секунд, а 20 литров больше минуты. Такое время не устраивает.
Сливной шланг прозрачный и заметно, что вода завихряется после клапана и обильно смешивается с воздухом, вытекает хаотичными плевками.
Как победить, как ускорить слив?
Налив воды в ёмкость осуществляется сверху в отверстие Д=100 мм через вставленную трубу ДУ=32 мм.
Просмотров: 18349
 
Непрочитано 29.08.2015, 12:14
#2
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Блог
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 18,620


Воздух попадает в сливающий шланг, видимо, только снизу. Значит в какой-то момент атмосферное давление становится больше напора воды в шланге. То есть вода самовытекает. Может быть клапан слишком узкий, а труба слишком широкая ?
Это можно изменить сузив диаметр трубы.
Но подозреваю, что делу (изменению скорости и расхода воды) это не поможет.

Согласно физике можно увеличить высоту бака. Тогда скорость слива будет больше в большем периоде времени. Это повлияет на 15-30%.

Проще всего заменить клапан на другой пошире.
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнхаузен
Tyhig вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2015, 13:00
#3
stoper

урбанист
 
Регистрация: 10.01.2008
Юг России
Сообщений: 2,585


воздух идёт сразу сверху трубки, но внутри самой трубки вода ещё больше завоздушивается. Это видно.

К сожалению, высоту бака увеличить нельзя. Клапан и так не малых габаритов. Но где гарантия, что не будет воздуха после клапана с большим пропускным отверстием?
Советуют для борьбы с образованием воронки поставить пластину
stoper вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 13:18
#4
Малевич

конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 11.11.2009
Сообщений: 646


stoper, попробовать снять шланг - скорость истечения изменится?
Малевич вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2015, 13:28
#5
stoper

урбанист
 
Регистрация: 10.01.2008
Юг России
Сообщений: 2,585


попробую, правда вода тогда побежит в нештатное место))
stoper вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 15:53
#6
uraltay

конструктор-механик
 
Регистрация: 27.03.2011
Украина (после Урала и Алтая)
Сообщений: 2,758


А нельзя ли установить клапан на конец сливного шланга? Тогда и для завихрения места не останется, и столб увеличится, что поможет увеличить расход. Либо просто заменить клапан. Дома в водопроводе меняем "гремящий" клапан на такой же и нет никакого шума. Гидравлические характеристики чуть разные.
__________________
Сделать просто очень сложно.
uraltay вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2015, 16:26
#7
stoper

урбанист
 
Регистрация: 10.01.2008
Юг России
Сообщений: 2,585


Идея здравая, но не позволяют условия - это дозатор воды в бетоносмеситель. Конец сливного шланга подвержен загрязнению бетоном и другими компонентами.
stoper вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 16:40
#8
uraltay

конструктор-механик
 
Регистрация: 27.03.2011
Украина (после Урала и Алтая)
Сообщений: 2,758


Ну, тогда поставить сразу за клапаном вдоль шланга пластину от завихрения, как и советовали. Если потеоретизировать, то воздух попадает на выход к клапану по отверстию внутри завихрения, которое начинается сразу после клапана, и вода идёт по стенкам шланга до самого конца. Внутри воды образуется полость. Может быть шланг удлинить и изогнуть? Да и заменить или перевернуть (если можно) клапан.
__________________
Сделать просто очень сложно.
uraltay вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 16:51
#9
Малевич

конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 11.11.2009
Сообщений: 646


Цитата:
Сообщение от stoper Посмотреть сообщение
вода тогда побежит в нештатное место))
Ну так и не надо, просто шальная мысль проскочила. По некоторому размышлению - навряд ли дело в шланге.

Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
Воздух попадает в сливающий шланг, видимо, только снизу.
Кмк, сомнительно: скорее, в баке образуется вращающаяся воронка, захватывающая воздух. Типа как из переполненной раковины или ванны остатки воды уходят с характерным хлюпаньем. Если так, то внутри бака устроить некую крестовину, препятствующую закручиванию потока на входе клапана. Проверить можно чисто визуально - характер истечения должен меняться по мере опорожнения.
Малевич вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 17:36
#10
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Воронка образуется вследствие вращения Земли - см физику, Кориолисово ускорение. Бороться - не знаю, есть ли смысл, ибо в ванной при образовании воронки скорость слива наоборот возрастает.
DN клапана и трубы рассчитывали на требуемую скорость?
Проверьте э/м клапан, они обычно нормально закрытые и при малых давлениях (а у вас всего-то 2 м = 0,2 атм) он может не полностью открыться (в нём стоит довольно мощная пружина, которая и закрывает клапан). Столкнулся с подобной проблемой месяца три тому назад, так у меня при давлении 0,5м вод столба э/м клапан вообще не открылся!
Вместо э/м клапана поставьте кран с ручным управлением на тот же DN и проверьте действительно ли виноват электромагнит.

У меня при DN 15 и перепаде 0,5 м реальная скорость получилась 1,2 м/с (2 литра за 10 секунд) и это при длине трубопровода 25м! У вас скорость должна получиться раз в 8 больше, примерно 5 литров за 3..5 сек

Последний раз редактировалось Liukk, 29.08.2015 в 17:50.
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2015, 19:08
#11
stoper

урбанист
 
Регистрация: 10.01.2008
Юг России
Сообщений: 2,585


Воронка образуется над клапаном в ёмкости, это видно. Почему-то создаётся ощущение, что воздух мешает воде. Трубка немного изогнута в трассе, к тому же внутри имеются неровности от спирали армирования.

На заполнение ёмкости стоит точно такой же клапан, скорость наполнения при водопроводном давлении в полтора раза выше скорости слива. В систему на подачу встроен повышающий насос, но его ещё не включал.
На клапане написано что работает при давлении 0, но как на самом деле не известно. А давление считается не от уровня воды над клапаном? Получается, что на 10-м этаже давление и скорость будут выше, чем на первом этаже?

Последний раз редактировалось stoper, 29.08.2015 в 19:16.
stoper вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 20:51
#12
Малевич

конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 11.11.2009
Сообщений: 646


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
в ванной при образовании воронки скорость слива наоборот возрастает.
Погодите - это была попытка понять причину закручивание струи, безотносительно расхода. Если же переходить к нему, то поясните сказанное: предположим, клапан открывается не полностью, тогда фактический Ду будет не 25, а меньше с соответствующим падением расхода. А слив идёт в Ду32 и, по логике, он (расход) должен растечься по стенкам шланга. stoper же описывает иную картину:
Цитата:
Сообщение от stoper Посмотреть сообщение
вода завихряется после клапана и обильно смешивается с воздухом, вытекает хаотичными плевками... Воронка образуется над клапаном в ёмкости...
Ведь если тот же шланг приспособить к водопроводному крану и открыть его на 15 л/мин, то откуда взяться приведенным симптомам? Может, клапан воздух подсасывает из-за разрежения на выходе? Хотя тоже маловероятно - тогда должны быть участки шланга сплошняком заполненные водой (откуда им взяться?), перемежаемые воздушными пузырями.

Цитата:
Сообщение от stoper Посмотреть сообщение
20 литров больше минуты
Вообще-то не так уж и мало для свободного истечения через Ду25, а по факту там, может, и того нет. У меня "Малыш" качает ведро где-то за 45...50 секунд. Колодец 10 м, шланг 20 мм, длиной метров 20.
Поддаётся расчёту; главное, с коэфф. расхода не ошибиться.
Цитата:
Сообщение от stoper Посмотреть сообщение
На заполнение ёмкости стоит точно такой же клапан, скорость наполнения при водопроводном давлении в полтора раза выше скорости слива.
На удивление близкие показатели: при прочих равных (включая Рейнольдса) условиях скорость потока пропорциональна корню кв. из Н - высоты столба. Наверняка в баке у вас уровень жидкости от силы полметра, причём он падает по мере опорожнения, а в водопроводе постоянка и вряд ли меньше 3 атм, т.е. 30 метров.
Малевич вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2015, 21:05
#13
stoper

урбанист
 
Регистрация: 10.01.2008
Юг России
Сообщений: 2,585


пока я не заполнял бак на максимальный объём. Репетирую на 10-20 литров. При сливе 20-ти литров сначала вроде всё бодро, струя плотнее, но по мере опорожнения и ближе к 10 литрам расход снижается и начинаются чавканья и плевки. Последние струйки стекают совсем уж долго, а у меня дозатор имеет погрешность 20-50 г и ловит полное опорожнение.
К сожалению, никак не получается по компоновке чтобы при открытии клапана вода стекала сразу в смеситель.

Имеется шланг ДУ15 для ручного налива воды в смеситель из водопровода. Попробую с ним засечь время
stoper вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 21:25
#14
Малевич

конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 11.11.2009
Сообщений: 646


Цитата:
Сообщение от stoper Посмотреть сообщение
шланг ДУ15
Зачем? © Угрюм-Бурчеев.

Цитата:
Сообщение от Малевич Посмотреть сообщение
а в водопроводе постоянка и вряд ли меньше 3 атм, т.е. 30 метров.
Э-э-э, слегка погорячился в рассуждениях:: нет там никаких 30 м при открытом клапане.
Малевич вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2015, 21:27
#15
stoper

урбанист
 
Регистрация: 10.01.2008
Юг России
Сообщений: 2,585


Цитата:
Сообщение от Малевич Посмотреть сообщение
Зачем?
замерить пропускную способность клапана
stoper вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2015, 21:41
#16
Малевич

конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 11.11.2009
Сообщений: 646


Цитата:
Сообщение от stoper Посмотреть сообщение
замерить пропускную способность клапана
Создавая сопротивление на сливе? Или что-то недопонимаю?
Малевич вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2015, 21:55
#17
stoper

урбанист
 
Регистрация: 10.01.2008
Юг России
Сообщений: 2,585


речь о сравнении с наливным клапаном под водопроводным давлением или с насосом. ДУ трубы 25 мм.
То же самое делаем напрямую со шлангом ДУ15, хотя корректнее с ДУ25.

Сейчас припоминаю, что отбор воды с этого же водопровода ДУ25 из крана перед наливным клапаном заполняет пятилитровую бутыль за 7 секунд.
Однако, давление в водопроводе не стабильное, к тому же на вводе стоит счётчик ДУ15
stoper вне форума  
 
Непрочитано 30.08.2015, 11:09
#18
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Малевич Посмотреть сообщение
клапан открывается не полностью, тогда фактический Ду будет не 25, а меньше с соответствующим падением расхода. А слив идёт в Ду32 и, по логике, он (расход) должен растечься по стенкам шланга. stoper же описывает иную картину:
Цитата:
Сообщение от stoper
вода завихряется после клапана и обильно смешивается с воздухом, вытекает хаотичными плевками.
Если бы клапан был постоянно открыт не полностью, то это бы было не так страшно. В реальности, если давление жидкости перед клапаном недостаточное, то получаются колебания жидкости (пульсирующая струя), в этом случае возможна кавитация струи со всеми вытекающими последствиями - образование паровых пузырей, снижение расхода, эрозию стенок трубопровода можно пока не рассматривать.
См. закон Бернулли - в струе жидкости, при постоянном напоре, чем выше скорость жидкости, тем меньше давление. При преиодическом частичном закрывании клапана (а это абсолютно реально если давление жидкости меньше, чем рабочее давление э/м. клапана), скорость струи увеличивается, давление в жидкости может упасть ниже давления паров жидкости, жидкость закипит, что приведёт к образованию кавитации. См. мой пост №10, когда у меня при напоре 0,5м клапан вообще не открылся!

Цитата:
Сообщение от Малевич Посмотреть сообщение
Сообщение от stoper
20 литров больше минуты
Вообще-то не так уж и мало для свободного истечения через Ду25
Скорость свободно истечения жидкости равна квадратному корню из 2gH. В нашем случае v= (2*9,8 *2)^0,5 = 6,3 м/с на DN 25 имеем теоретический расход Q=S*v = (d^2*pi/4) *v =0,025^2*3,14/4*6,3 = 0,003м3/с или 3л/с !!! Т.е. теоретически, при пренебрежении силами трения, 5 литровая ёмкость, при напоре 2м, должна опорожниться за 2 секунды, в реальности, время будет раза в два больше - см. мой предыдущий ответ. (пост 10)

Цитата:
Сообщение от stoper Посмотреть сообщение
При сливе 20-ти литров сначала вроде всё бодро, струя плотнее, но по мере опорожнения и ближе к 10 литрам расход снижается и начинаются чавканья и плевки. Последние струйки стекают совсем уж долго,
Это совершенно нормально - см. курс гидравлики. По мере снижения напора (высоты столба жидкости) снижается скорость и соответственно расход. Не хочу приводить дифференциальное уравнение расхода, но общее время опорожнения ёмкости равняется двойному времени при условии, что скорость истечения остаётся постоянной и равной максимальной (той, с которой истекается жидкость в первоначальный момент времени)
Полистайте учебник по гидравлике, там даже выводы этого имеются.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 30.08.2015, 11:56
#19
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Блог
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 18,620


Ага. Дело подходит к тому, что мы тут обсуждаем питатель тяжёлого раствора для ядрёной бомбы. А автор скрытничает. Ну ничего, где тут моя паяльная лампа ?

Если система как-то связана с дозированием для бетона, то нужна равномерная скорость и расход. И никакими клапанами тут не обойтись. Имхо, конечно.
Предлагаю:
1) Можно измерить фактический график расхода от объёма воды. Выявить более менее линейную часть графика и пользоваться только ей, заложив изменение расхода в технологию как некую постоянную величину (или изменяя прочие компоненты или допуская погрешность для смеси). То есть по факту, например, использовать только объём 20-500 л. Больше или меньше - система отключается до заполнения водой.
Известный факт, что с падением столба воды скорость слива уменьшается. Это известная задача по физике. Вроде бы на память v=корень(g*h) или v=корень(2* g*h). Точное решение есть в еврейском сборнике, забыл фамилию. Очень известный товарищ, который умер в Ленинграде в блокаду.
2) Применить форму ёмкости исключающую слив через отверстие.
2а) Например, широко известный китайский дозатор (бамбуковая трубка на шарнире). Чем тысячелетнее решение плохо ?
2б) Например, под большим баком можно поставить маленький. Но уже с большим отверстием. Наполнился=открыли клапан, всё сразу вылилось.
3) Применить капиллярное движение воды по ткани/трубкам. За счёт молекулярных сил, возможно скорость воды в трубках будет более равномерной. Но не уверен.
4) Вывести искомую дифференциальную формулу скорости/расхода, изменить её для конкретной задачи эмпирическими коэффициентами. И потом по такой же формуле и добавлять ингредиенты. Будет жесть, но теоретически может быть и можно.
Хотя, если представить, что ингредиенты и сами будут сыпаться по своим разным формулам...
5) Применить насосы.

----- добавлено через ~2 мин. -----
Liukk, ради интереса. А чем вы таки в природе занимаетесь ?
Не из Механобра ли вы и связаны с обогащением ?
Или как раз машиностроите всякие РБУ в одной из бесчисленных фирм ?

И чего вы не ходите на наши пьянки в СПб ? Последней правда не было, но как-то интересно же посмотреть и на новые лица собеседников. А то эти алкоголики уже приелись к чёртовой матери...
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнхаузен

Последний раз редактировалось Tyhig, 30.08.2015 в 12:05.
Tyhig вне форума  
 
Непрочитано 30.08.2015, 12:25
#20
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
Liukk, ради интереса. А чем вы таки в природе занимаетесь ?
А у меня в подписи всё указано :
нестандартное оборудование - инженер-конструктор машиностроитель по нестандартному оборудованию + гидравлика - проектирование гидро-пневмооборудования и гидропневмоавтоматики, всё в оборонке
строительная химия - когда в машиностроении стало туго - работал менеджером по продажам на бетонном заводе, потом техническим специалистом в компаниях по производству строительной химии (Sika, Mapei, MC-Bauchemie)
Сейчас опять в машиностроении - конструктор широкого профиля по нестандартному оборудованию и гидравлике.

Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
нужна равномерная скорость и расход. И никакими клапанами тут не обойтись.
Элементарно задача решается, только бак необходимо загерметизоровать и трубку вниз опустить - см. вложение.
А есть в гидроприводах и клапаны - стабилизаторы расхода, вот только не знаю есть ли они на воду, для масла точно есть. Кстати, часто стабилизатором выступает кавитация.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: бак.jpg
Просмотров: 61
Размер:	41.8 Кб
ID:	155968  
Liukk вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Инженерные сети > Водоснабжение и водоотведение > Образование воронки и завоздушивание при сливе из бака

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Является ли особым воздействием образование карстовой воронки? eilukha Основания и фундаменты 7 31.05.2017 15:06