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(3) 管流分离状态(水罐接通大气时)
Q1Q1,此时因为水罐补水△Q = Q2 - Q1,使罐内水位下降,导致管流拉断,破坏了连续性流态而产生负压。若罐顶上的注气阀在负压天生后可及时打开补入大气,则使水罐变为了开口容器。这时候的进水流量Q1为管网压力P1和管路阻力特性决定的最大能力流量,是负压吸水的临界流量。水泵此时工况为虽无吸程也无叠压的水池取水方式,出水则是以设定的恒压控制线控制水泵转数的传统变频供水方式。形成了出水管流与进水管流不相关的连续性流态,向用户正常供水。
从上述分析中可以看出:因为设备在负压天生后可以消除,所以从管网取水流量不会大于自由流出流量即负压吸水之临界流量。如果认为该流量是管网准用的最大流量,则设备并未超此限量。
然而令管网方有所顾虑的是,进气阀可靠性难以驾驭,一朝进气阀不能打开,而水泵出水又出现大流量的工况时岂不是负压下超量取水吗?因此,还需要要求进水口有停泵压力的控制。
1.3.2无负压天生型
以智能控制的手段使水泵在限定流量下运转,使水泵出水量不会大于自由流出流量则根本不会产生负压,而不是产生后再去消除。该类设备工作原理可用图3说明。
以图1示例管路及数据绘制出曲线,可见到当满足用户所需最大流量13m/S时,进水口之压力P0为0.17MPa。将此点作为水泵调速的流量控制点,控制水泵在运转或事故等任什么时候候均不会跨越控制流量出水,则根本不会产生负压,而使管路水流保持连续流态。
还可以看到,水泵在控制流量下从管网中的最大取水量为43m³/h,而管路自由流入水池时的流量可达到114 m³/h。显然,前者对管网压力的影响会更少。
2、不可忽视“瞬变流”对管网的打击
对“无负压给水”这一约定俗成的称谓尚无规范和准确的定义。如果以“无负压”即“无吸程”来解释,是指水泵或设备不会在负压下抽水,即该套设备不会比管网取水管向水池放水的流量大。因此,管网有能力向小区供水时就无理由准用“水池”而禁用“无负压设备”。孰不知,承担着向社会供给生活必需的公共产品的责任人——管网一方,最为担心的是八门五花的设备与管网直接连接后会对管网安全产生不良影响。例如“瞬变流”对管网的打击。
在密闭的压力输配液体的长距离管路中,瞬间产生负压的现象是常见或不可避免的。例如:流量(流速)瞬变,旋涡流中心,十字连接管流量分配突变,T型连接时水射器原理,文丘里管效应,虹吸或高差跌落,管网流速图上流束尖峰等环境下都会有“负压”天生,其中因瞬变流产生的拉断——弥合水锤是危害管网安全的大敌。“水锤”可产生的超常压力,以及因为负压、气囊、气阻、振荡、冲洗管壁等现象不仅会影响管网安全运行,而且会产生影响水质的“赤水”“混水”出现。所以对于管龄长、无内防腐衬里的陈旧管路,还是应慎用直接抽水的设备。对于无负压类设备,应该要求它具有抑制和消除瞬变流态的对策。因为对瞬变流打击的监测,试验和定量分析是很困难的事情,因此要提出合理的具体的技术指标和检测方法,还有待深切地研究,但起码要求准用的设备工作原理清楚并有理论上的说服力,对于忽视“瞬变流”存在的“无负压给水设备”,有理由持保留态度。
3、涉及饮用水卫生安全方面的限制条件
准用的给水设备应符合国度和地方生活饮用水卫生监督管理及涉海产品安全卫生的有关划定。对于“无负压给水设备”还应包括,防止倒流污染和防止水泵停机时间过长而产生“不流动的水”污染等要求。关于是否要求在设备中增设消毒设施或补氯等措施,应视是否存在水体贮留来确定。对于全密闭无蓄水容积的直供水方式,固然可以不必考虑。
●结语
直接供水系统是指从水厂→管网→增压→用户的连续流程,构建这个系统是一项复杂的系统工程。而且直接供水方式是对传统供水体系的变革,不仅有大量的技术课题需要面对,而且还有涉及法律、行政管理和各方面利益等诸多矛盾需要解决,可喜的是,目前一些城市已经开始了对这些个课题的研究并取得了成果和经验。
变频供水设备快来上海春姜，02l-3916O599。
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