Zbiornik ciśnieniowy

Nie mylić ze zbiornikiem ciśnieniowym .

Membranowy regulator ciśnienia w domowej instalacji deszczowej, z pompą i presostatem Square D w tle

Zbiornik ciśnieniowy lub środek zwiększający ciśnienie jest używany w systemie rurociągów w celu utrzymania pożądanego ciśnienia . Zastosowania obejmują buforowanie ciśnienia wody w domach.

Prosty system sterowania wodą studzienną

Prosty system sterowania studnią

Odnosząc się do rysunku po lewej stronie, zanurzalna pompa wodna jest zainstalowana w studni . Przełącznik ciśnieniowy włącza pompę wodną Phi _, ​​gdy wykryje ciśnienie niższe niż Plo _niż i wyłącza ją, gdy wykryje ciśnienie większe . Gdy pompa jest włączona, zbiornik ciśnieniowy napełnia się. Zbiornik ciśnieniowy jest następnie opróżniany, ponieważ dostarcza wodę w określonym zakresie ciśnienia, aby zapobiec „krótkim cyklom”, w których pompa próbuje ustalić właściwe ciśnienie poprzez szybkie przełączanie między P _lo a Cześć _{_} .

Prosty zbiornik ciśnieniowy byłby po prostu zbiornikiem, który utrzymywałby wodę z przestrzenią powietrzną nad wodą, która ulegałaby kompresji, gdy więcej wody dostałoby się do zbiornika. Nowoczesne systemy izolują wodę od sprężonego powietrza za pomocą elastycznej gumowej lub plastikowej membrany lub pęcherza, ponieważ w przeciwnym razie powietrze rozpuści się w wodzie i zostanie usunięte ze zbiornika podczas użytkowania. W końcu będzie mało powietrza lub nie będzie go wcale, a zbiornik zostanie „namoczony”, powodując krótkie cykle i będzie musiał zostać opróżniony, aby przywrócić działanie. Przepona lub pęcherz mogą same wywierać nacisk na wodę, ale zwykle jest on niewielki i zostanie pominięty w dalszej części dyskusji.

Przypadek 1 to pusty zbiornik przy ciśnieniu ładowania P _c (manometr). Całkowita objętość zbiornika wynosi V _t . Przypadek 2 to używany zbiornik, w którym ciśnienie powietrza wynosi P (manometr) i objętość wody V

Plo _, gdy jest pusty, z „ciśnieniem ładowania” Pc , które jest zwykle _około 2 psi poniżej ciśnienia włączania (Przypadek 1). Całkowita objętość zbiornika wynosi V _t . Podczas użytkowania powietrze w zbiorniku zostanie sprężone do ciśnienia P , a w zbiorniku będzie objętość V wody (Przypadek 2). W poniższym rozwinięciu wszystkie ciśnienia są nadciśnieniami, które są ciśnieniami powyżej Pa _ciśnienia atmosferycznego ( , która jest zależna od wysokości). Prawo gazu doskonałego można zapisać dla obu przypadków, a ilość powietrza w każdym przypadku jest równa:

${\ Displaystyle (P_ {c} + P_ {a}) V_ {t} = NkT \ qquad {\ tekst {przypadek 1}}}$

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

gdzie N to liczba cząsteczek gazu (równa w obu przypadkach), k to stała Boltzmanna , a T to temperatura w kelwinach. Zakładając, że temperatura jest równa dla obu przypadków, powyższe równania można rozwiązać dla zależności ciśnienie/objętość wody w zbiorniku:

${\ Displaystyle V (P) = V_ {t} {\ Frac {PP_ {c}} {P + P_ {a}}}}$

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

Zbiorniki są ogólnie określane na podstawie ich całkowitej objętości V _t i „poboru” ( ΔV ), czyli ilości wody, którą zbiornik wyrzuci, gdy ciśnienie w zbiorniku zmieni się z P _hi na P _lo , które są ustalane przez przełącznik ciśnienia:

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

Przyczyna ciśnienia doładowania jest teraz widoczna: im wyższe ciśnienie doładowania, tym większy pobór. Jednak ciśnienie ładowania powyżej P _lo nie pozwoli na włączenie pompy, gdy ciśnienie wody spadnie poniżej P _lo , więc jest utrzymywane nieco poniżej P _lo . Kolejnym ważnym parametrem jest współczynnik poboru ( f _ΔV ), który jest stosunkiem poboru do całkowitej objętości zbiornika:

${\ Displaystyle f _ {\ Delta V} = {\ Frac { (P_{a}+P_{c})(P_{hi}-P_{lo})}{(P_{hi}+P_{a})(P_{lo}+P_{a})}}}$

Współczynnik ten jest niezależny od wielkości zbiornika, dzięki czemu pobór można obliczyć dla dowolnego zbiornika, biorąc pod uwagę jego całkowitą objętość, ciśnienie atmosferyczne, ciśnienie ładowania i ciśnienia graniczne ustawione przez przełącznik ciśnieniowy.

Zobacz też

• Wzmacniacz ciśnienia (energia jądrowa)

Bibliografia

•   Calder, N. (2005). Podręcznik mechaniki i elektryki właściciela łodzi: Jak konserwować, naprawiać i ulepszać podstawowe systemy łodzi . Edukacja McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-178406-1 . Źródło 2022-09-30 .

Linki zewnętrzne

• Bezpośredni, czołgi. „Zatapialne pompy wodne — pompy ściekowe” . Zbiorniki bezpośrednie . Źródło 2022-09-30 .