44. Методика исследования канализационных устройств.

Создание в СССР своей советской санитарно-технической индустрии, разработка новых типов санитарных приемников, арматуры фасонных частей и приборов, применение трубопроводов из менее дефицитных материалов, изучение вопроса о наивыгоднейшем диаметре трубопроводов выдвигают новый для нас вопрос об исследовании работы канализационных устройств.

Только ясное и полное представление о работе отдельных приборов, деталей, трубопроводов и всего устройства в целом дает возможность выполнить его надлежащим образом. Весьма важным является в частности вопрос о методике такого исследования.

Последнее может производиться как в лабораторных условиях, так и над вновь выполняемыми и в некоторых случаях даже и над эксплуатируемыми устройствами.

Исследования в области канализации зданий требуются в следующих главных направлениях:

1) условия смыва и опорожнения от воды различных санитарных приемников (клозетные чаши, ванны, раковины и т. д.) при различной форме и размере их, типе решетки, способе подведения воды, способе присоединения и т. п.;

2) течение жидкости по отводным линиям: влияние уклонов, диаметров, искривлений, фасонных частей, одновременности спуска и т. д.;

3) течение жидкости по стоякам: влияние высоты, диаметра и материала стояка, зависимость пропускной способности от фасонных частей, условий вентиляции; давление и разрежение в стояке при спуске жидкости;

4) типы гидравлических затворов и условия срыва их;

5) условия работы комбинаций различных санитарных приемников.

Необходимые измерительные приборы настолько просты, что могут быть изготовлены своими средствами.

Применяющийся в САСШ прибор для учета расхода воды представлен на рис. 187 и схематично на рис. 188. Спускаемая из клозетной чаши или другого санитарного прибора вода попадает в резервуар В. Последний подвешен на конце коромысла длиной около 3,2 м, опирающегося в точке А на шариках. На другом конце коромысла имеется пишущее перо Е. Оно чертит кривую расхода на бумаге, движущейся с определенной скоростью благодаря небольшому моторчику.

В аппарате кроме того имеются: пружинные весы С для взвешивания излившейся воды, F-воздушный буфер для смягчения колебаний коромысла, D - противовес, Н - труба из тонкого железа, служащая для поддержания отражательной плиты I, воспринимающей удар изливающейся воды, О - штифт, закрепляемый и наносящий нулевую линию.

Во время опыта труба Н постепенно поднимается так, чтобы отражательная плита находилась на уровне воды в резервуаре В. Благодаря этому излив воды в него происходит достаточно плавно.

Прибор наносит кривую суммарного количества спускаемой жидкости в течение всей продолжительности опыта (рис. 189). После конца спуска кривая идет горизонтально, поэтому на рис. 189 она ограничена временем спуска -11 сек. Более наглядной картина получается, если от указанной кривой перейти к кривой изменения расхода спускаемой жидкости в течение каждой секунды (рис. 190). Ординаты этой кривой равны приращению ординат первой кривой в каждую данную секунду. Различие заключается в том, что ординаты первой кривой дают количество фактически спущенной жидкости, ординаты же второй кривой (рис. 190) выражают минутный расход жидкости в каждую данную секунду; т. е., если течение какой-то секунды из приемника излилось например 2 л воды.

В зависимости от условий спуска в последней кривой бывает один или два максимума. В качестве расчетного принимается во внимание не максимум максиморум, но некоторая средняя величина, имеющая место в течение 2 - 3 сек. и практически более важная, чем мгновенный максимум.

Аналогичным образом возможно получить кривые расхода при истечении из других санитарных приборов.

Скорость движения воды в трубе определяется помощью трубки Пито или трубки Прандтля. В качестве примера на рис. 191 приведена установка трубки Пито при определении скорости вытекания жидкости стояка. Трубка Пито изогнутым концом направлена против движения жидкости в трубе.

Давление измеряется дифференциальным манометром. Так как скорость движения жидкости не равномерна, то для смягчения толчков в показаниях между трубкой Пито и дифференциальным манометром вставляется бутыль с водой. Конец трубки Пито должен находиться на одном уровне с поверхностью последней. Сама трубка при этом устройстве заполняется водой из бутыли.

коэффициент ? при тщательном изготовлении трубки близок к единице (он равен 1,01 - 1,03), и потому его можно не принимать во внимание.

Чтобы уменьшить размеры дифференциального манометра, он наполняется ртутью. При этом скорость истечения жидкости определяется по формуле:

V = √2gh f / fж

где f -уд. в. ртути или другой жидкости в манометре,

fж - уд. в. вытекающей жидкости.

Давления, имеющие место в канализационной системе при спуске жидкости, могут быть более и менее атмосферного. Для измерения их применяются U-образные манометры. В виду небольшой величины практически (даже при специальных опытах) имеющих место давлений -не более 20 - 30 см - здесь вполне уместны водяные манометры. В случае простейших опытов с существующей канализационной системой в качестве манометров при незначительной величине давления могут быть использованы гидравлические сифоны. Для записи показаний делается поплавок со стерженьком и стрелкой (или карандашом) на нем и шкалой рядом. Той же цели возможно достичь вставкой в сифон стекла со шкалою (рис. 192).

Для точных записей за границей применяется самопишущий диференциальный манометр (рис. 193). Он состоит из двух пустотелых коробок с чувствительными диафрагмами. К ним прикреплено по легкой круглой пластинке одинаковой площади, которые соединены между собой алюминиевым стерженьком. Его средняя точка соединена с концом короткого уравновешенного легкого рычага. На этом конце находится длинная стрелка с пишущим штифтом. Последний отмечает отклонения на барабане, приводимом во вращение часовым механизмом. Две тонкие пружины на другом конце рычага удерживают его при резких изменениях давления.

Точность манометра - до 0,2 мм вод. ст.

В качестве примера постановки опыта на рис. 194 представлена схема для определения разрежения в стояке диаметром 75 мм, высотой в 10 м при сужении верхнего сечения (что имеет место зимой при обиндивении вытяжной трубы) и расходе спускаемой воды до 750 л\мин. Разрежение измерялось анемометром, соединенным с различными точками стояка посредством газовой трубы диаметром в 50 мм, введенной в тройники. Последние расположены через 1,8 м. Спуск воды производится через сифон из 2 баков, емкостью каждый по 120 л.

Секундный расход воды, спускаемой во время опыта, определяется по продолжительности спуска и количеству израсходованной воды. Последнее определяется непосредственным замером уровня в баке или же взвешиванием спущенной во время опыта в мерный бак воды.

Примером установки для испытания срыва гидравлических затворов может служить изображенная на рис. 195. Испытуемый сифон 1 имеет при себе градуированную стеклянную трубку 2 для наблюдения за уровнем воды в нем. Сифон соединен трубой А (длина которой может меняться и на которой имеется быстро запирающий кран 3) с воздушным резервуаром 4. Последний имеет подвод воды 5 и спуск ее 6, а также водомерное стекло 7. Резервуар соединен трубкой 8 с вакуум-насосом и имеет диференциальный манометр 9.

Испытание отдельных приборов, как и целых канализационных систем, производится в большинстве посредством воды. Однако условия спуска чистой воды отличаются от имеющихся в канализационной практике. Поэтому при изучении смыва клозетных чаш и вообще движения фановой жидкости применяется добавление бумаги, тряпок, а также подобия фекалий из глины, древесных опилок и т. п. Удельный вес смеси должен приближаться к такому же у кала. Если нежелательно раздробление ее при смыве, смесь помещается в полотняные мешочки соответствующей формы.

В целях удобства наблюдения за движением жидкости целесообразно применение стеклянных труб, что и делается в строющейся в Москве под руководством автора первой вертикальной санитарно-гидравлической лаборатории.