虹吸技术原理

匡能虹吸技术原理
溢流口设置
匡能虹吸技术原理
溢流的设置依据
中国给排水规范规定：溢流口同雨水系统的排水量之和不小于重现 期为50年的暴雨强度。
即：溢流量＝ 50年的暴雨强度－雨水系统的设计排水量
溢流口数量＝溢流量/单个溢流口排水量 一般情况下，天沟的溢流口设在天沟两端，如计算的溢流口数量大 于2，需考虑用溢流管来实现溢流；在设置溢流口出现困难时， 也可考虑溢流管来代替溢流口，甚至考虑另设一套系统溢流装
液体运动的规律。
特征：
●流线上所有质点的切线方向就代表该点的运动方向。 ●流线不会相交、不能是折线，只能是一条连续、光滑的曲线。 ▽相交时：交点处流速会有两个方向。 ▽折线时：转折点会出现两个流动方向的矛盾现象。
匡能虹吸技术原理
断面流速
过水断面：与流线正交的液流横断面。
流线互相平行时，过水断面为平面 。 流线没有互相平行时，过水断面为曲面 。 用A表示，单位为m2 。
在水力计算中计入大气压 以没有空气的绝对真空为零基准计算出的压强 用Pabs表示，即Pabs =Pa +‫ע‬h
相对压强
在水力计算中不计入大气压
以大气压作为零基准计算出的压强 用P表示，即P =‫ע‬h
真空压强
当某点的绝对压强小于当地大气压强时就是该点产生了真空 发生真空的地方相对压强出现了负值，简称负压。 用Pv表示，即Pv =－‫ע‬h
匡能虹吸技术原理
雨水斗的布置
同一条天沟长度超过200米时必须设置至少两根立管。 不同一条天沟的雨水斗不能汇到同一条立管上。 同一条天沟的雨水斗底座安装高度必须相同。 均匀布斗时相邻两个雨水斗之间的距离在0.2～20米之间。 天沟两端的雨水斗距天沟两端不得小于1米。 均匀布斗方式：水平的天沟、按雨水斗位置找坡的天沟采用。
虹吸产生过程压力变化
正压最大点
负压最大点
正负压交替
匡能虹吸技术原理
完全形成虹吸
虹吸产生过程压力变化
负压
匡能虹吸技术原理
雨水斗
匡能虹吸技术原理
雨水斗 雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作 用是最大限度的排泄雨、雪水；对进水具有整流、 导流作用，使水流平稳，以减少系统的掺气；同时 具有拦截粗大杂质的作用。 目前国内常用的雨水斗为65型、79型、87型雨 水斗、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗等.
弯头
三通
匡能虹吸技术原理
水平管固定设置
固定管卡的设置
系统必须进行二次悬吊
横管10倍管径立管15倍管径必须设一个管卡 锚固点的设置 方钢的两端 支管接入的后端 横管转立管的顶端 5米管道中必须设一个
匡能虹吸技术原理
固定系统
匡能虹吸技术原理
埋地管的铺设
匡能虹吸技术原理
检查口的设置
虹吸系统有极强的自净功能，原则上不需要设置检查口，但根据 中国排水习惯做法，在立管上离底楼地平上一米处设置检查口。
一个标准大气压为101.3kN/m2
水力学计算一般用工程大气压，为98kN/m2。 压强的单位表示 以应力单位表示：kN/m2，用Pa表示，称帕斯卡，简称帕。 以工程大气压表示：1个工程大气压=98kPa(10米水柱底部的压强） 以水柱高度表示：用工程大气压中计算的水柱高度来表示
匡能虹吸技术原理
绝对压强
选材灵活
适用面广
底层、大面积、结构复杂屋面可有效使用
匡能虹吸技术原理
虹吸现象产生原理
有一定的高度差 能有效阻止空气进入管道 管道密封性强
匡能虹吸技术原理
虹吸理论基础
h vo3 C12/2g
总能量
P1/
C22/2g Z0=H P2/
h vo3
C32/2g Z3 P3/ < 0
Z1
Z2
Z1 + P1 / + C12 / 2g - hv 1-2 = Z2 + P2 / + C22 / 2g
恒定流
非恒定流
匡能虹吸技术原理
均匀流与非均匀流
根据液体的流动速度是否随着位置的变化而变化，可将液流分为均匀流和非均匀流。
均匀流：同一流线上液体质点大小和方向沿程没有变化。
非均匀流：液流流线上各质点的运动要素沿程变化。
匡能虹吸技术原理
渐变流与急变流
非均匀流中，根据流线的不平行程度和弯曲程度，可分为渐变流和急变流。
匡能虹吸技术原理
断面流速
过水断面：与流线正交的液流横断面。 用A表示，单位为m2 。 流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。 用Q表示，单位为m3/s或L/s。
断面平均流速：为了研究方便，不分别考虑过水断面上各点流速不相同的问题。
流量与过水断面的比值称为断面平均流速，用v表示，单位m/s。 Q= vA(总流量=断面平均流速×断面面积）
实际工程计算中最经常采用断面平均流速计算流量。
匡能虹吸技术原理
水流运动类型
恒定流与非恒定流 均匀流与非均匀流 渐变流与急变流 有压流与无压流
匡能虹吸技术原理
恒定流与非恒定流
根据液体的流动要素是否随着时间的变化而变化，可将液流分为恒定流和非恒定流。
恒定流：液体运动时任何空间上的质点（流速大小、方向）不随时间而改变。 非恒定流：液体运动时任何空间上的质点（流速大小、方向）随着时间而改变。
檐沟
承雨斗 立管
匡能虹吸技术原理
天沟外排水
天沟
山墙 溢流口
一般用于排除大型屋 面的雨、雪水。特别是多 跨度的厂房屋面，多采用 天沟外排水。
泄压管 消能池 检查井
匡能虹吸技术原理
天沟外排水分类
根据立管连接雨 水斗的个数分为
根据系统是否与 大气相通分为
单斗、多斗雨 水排水系统
密闭系统 敞开系统
按雨水管中水流的 设计流态可分为
渐变流：流线接近于平行直线的运动。 急变流：流线的曲率较大，流线之间的夹角较大的流动。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
渐变流
急变流
渐变流 渐 变 流
匡能虹吸技术原理
无压流与有压流
根据液体的流动过程中有无自由表面，可将液流分为无压流和有压流。
无压流：液体流动时存在自由液面，一部分与壁面接触、一部分与空气接触。
有压流：液体流动时整个周界都与固体壁面接触，无自由液面。
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
什么是雨水排水系统
建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要 组成部分，它的任务是及时排除降落在建筑物屋面 的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁， 或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人 们正常生活和生产活动。
匡能虹吸技术原理
建筑雨水排水系统的分类
置来保证系统的安全性。
匡能虹吸技术原理
溢流的设置方式
1 溢流口 ①天沟两端开口 ②天沟中间开口 2 溢流系统 ①天沟底部设管 ②天沟侧面设管 ③管道从侧面出墙 ④管道从地面出墙 ⑤重力雨水斗系统 ⑥虹吸雨水斗系统
匡能虹吸技术原理
溢流的泄留原则
没有溢流就没有安全，可以保护突发强降雨时建筑物的安全。 溢流的排出的水流不能直接流过建筑外墙。
匡能虹吸技术原理
静水压强
产生原因 静止的液体对与其约束边界的壁面有压力作用 相邻的液体之间有压力作用 基本方程 P=Po+‫ע‬h 压强=水面大气压强+水的容重×水深 特性 静水压强方向与受压面垂直并指向受压面 静水中任何一点上各个方向的静水压强大小均等
匡能虹吸技术原理
静水压强分布图
随着高度的减少而均匀加大
柏努利方程
Z1x g + P1 / + C12 / 2 - Pv / = Z2 x g + P2 / + C22 / 2
匡能虹吸技术原理
虹吸产生过程 压力变化
匡能虹吸技术原理
系统空置
虹吸产生过程压力变化
平衡
匡能虹吸技术原理
开始下雨
虹吸产生过程压力变化
平衡
匡能虹吸技术原理
即将形成虹吸
屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为：外排水系统和内排水系统。
内排水 系统
屋面雨水系统
外排水 系统
匡能虹吸技术原理
外排水系统
外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。 按照屋面有无天沟可以分为以下两种：
檐沟外排水
外排水 系统
天沟 外排水
匡能虹吸技术原理
檐沟外排水
雨水斗
一般用于居住建筑， 屋面面积比较小的公共建 筑和单跨工业建筑，屋面 雨水汇集到屋顶的檐沟里， 然后流入雨落管，沿雨落 管排泄到地下管沟或排到 地面。
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
液体运动规律
研究办法 迹线法：以液体质点运动的轨迹来研究。 不常用：分析水流运动时很多较难解决的数学问题。
流线法：以充满液体质点的空间的液体流速、压强变化来研究。
常用：简便实用，分析水流运动时以液体流动空间为研究对象。
匡能虹吸技术原理
液体运动规律
流线法 流场：液体运动所占据的空间。 流线：流场内液体质点运动的曲线。 概念：分析流场中水质点在通过固定空间时的速度、压强变化情况，来获得
匡能虹吸技术原理
埋地管的设置
①埋地出口流速不得大于2.5米/秒。 强调：不建议做消能井，流速无法控制将冲毁管井。
不能把出口流速控制在2.5米/秒内，其他流速也无法控制。 水滴石穿，再坚固的消能井都无法抵御时间的冲毁。 ②埋地管必须有一定坡度，建议在1～2%之间。 ③埋地管埋地深度不得少于1米。 ④埋地管管径必须逐级放大，不建议全部使用同级管径。
溢流的雨水建议排到绿化带或建筑物明沟中。 溢流的雨水可以排到独立的市政雨水管井中。
因为
虹吸系统发生堵塞现象时溢流系统开始工作。 暴雨强度严重超设计重现期时溢流系统才工作。
溢流系统开始工作时市政管井基本是满负荷状态。
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
上海匡能
虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
水力学
阿基米德—流体静力学
约翰· 伯努利—理想流体稳定流动的动力学方程 欧拉—理论流体力学的奠基人
匡能虹吸技术原理
液体的粘滞性
运动的液体 流层之间存在相对运动
产生内摩擦力
具有抵抗切应变的能力 静止的液体是不显示粘滞性的
内排水 系统
重力半有压流雨水系统 重力无压流雨水系统 压力流雨水系统 （虹吸式雨水系统）
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
虹吸广泛应用的原因
设计可靠
布局自由 安全耐用 施工量少
由专业公司完成无须设计师自己计算 立管少水平管无须坡度 有问题的系统使用后几场雨就可以发现了 立管埋地管少,系统可预制 可以按照建筑物的美观要求、特殊性选材
越靠近管壁流速越慢
匡能虹吸技术原理
液体的压缩性
液体受压时体积压缩变形 压力消除后恢复原状 液体的体积随着压强的增大而减小 高速流动的液体体积变小
匡能虹吸技术原理
液体的热胀性
液体的体积随着温度的升高而膨胀增大 温度降低后后恢复原状
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
大气压强
地球表面大气所产生的压强
匡能虹吸技术原理
虹吸(压力)流雨水斗结构
斗体局部下陷 有反旋涡片 有挡污格删片
匡能虹吸技术原理
进水格栅
虹吸式雨水斗
整流罩
下沉式雨水斗
排出管
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
匡能虹吸技术原理
虹吸雨水斗常见流量
6升/秒 12升/秒 25升/秒 40升/秒 72升/秒
每个品牌都有自己的不同规格雨水斗
集中布斗方式：水平天沟两端、天沟向同一方向倾斜采用。
匡能虹吸技术原理
均匀布斗方式:
最常见:直天沟
圆形天沟
匡能虹吸技术原理
集中布斗方式:
水平天沟两端
斜水平天沟底端
集中布斗是一种较经济的方式
匡能虹吸技术原理
管材选用
匡能虹吸技术原理
常用管材
HDPE管 PE管
不锈钢管
涂塑钢管
匡能虹吸技术原理
虹吸的专用配件