Nachylenie dla odpływu grawitacyjnego
Nachylenie: Geometria odpływu grawitacyjnego
W przeciwieństwie do rur zasilających (które wykorzystują ciśnienie pompy), rury kanalizacyjne (DWV) opierają się na grawitacji. Rura musi opadać od każdego urządzenia w kierunku kanalizacji, a nachylenie musi być precyzyjnie kontrolowane.
Nachylenie to stosunek spadku pionowego do biegu (odległości poziomej), wyrażony w calach spadku na stopę biegu.
Standardowe nachylenia według rozmiaru rury:
- Rury o średnicy 3 cali i mniejszej: 1/4 cala na stopę (nachylenie 2,08%, 1,19 stopni)
- Rury o średnicy 4 cali i większej: 1/8 cala na stopę (nachylenie 1,04%, 0,60 stopni)
Dlaczego nie bardziej stromo? To zaskakuje większość ludzi. Jeśli rura jest zbyt stroma, woda przyspiesza i wyprzedza stałe odpady. Stałe odpady zostają w tyle, wysychają i blokują rurę. Prawidłowo nachylona rura utrzymuje prędkość samoczyszczającą: wystarczająco szybko, aby przenosić stałe odpady, ale wystarczająco wolno, aby woda i stałe odpady poruszały się razem.
Dlaczego nie bardziej płasko? Jeśli nachylenie jest zbyt płytkie, ani woda ani stałe odpady nie mają wystarczającej prędkości. Stałe odpady osiadają i gromadzą się aż do zablokowania rury.
Optymalne warunki to wąski zakres: pomiędzy około 1 a 4 stopami na sekundę.
Obliczanie nachylenia
Instalujesz 2-calową rurę odpływową od umywalki łazienkowej do głównego pionu. Odległość pozioma wynosi 14 stóp.
Kąty i ścieżki przepływu
Złączki rur: Geometria określa przepływ
Każda zmiana kierunku wymaga złączki, a każda złączka jest określona przez jej geometrię.
Standardowe kąty złączek:
- 90-stopniowe kolano (ćwierć zgięcia): zmienia kierunek o kąt prosty
- 45-stopniowe kolano (ósme zgięcie): zmienia kierunek o 45 stopni
- 22,5-stopniowe zgięcie (szesnaste zgięcie): łagodna zmiana
- Wye (złączka Y): łączy dwie rury pod kątem 45 stopni
- Tee (złączka T): łączy dwie rury pod kątem 90 stopni
Złączki DWV vs ciśnieniowe: tutaj geometria ma największe znaczenie:
- Złączki DWV (kanalizacyjne) używają długomiernikowych zakrzywień. Długomiernikowe 90-stopniowe kolano ma stopniowy promień: ścieki i woda mogą podążać za zakrzywką bez gromadzenia się na zakręcie. Wewnętrzny promień wynosi typowo 1,5 raza średnicę rury.
- Złączki ciśnieniowe (linie zasilające) mogą używać krótkopromieniowych zakrzywień, ponieważ woda jest pod ciśnieniem i zostanie wypchnięta wokół narożnika niezależnie od tego.
W pracy kanalizacyjnej, standardowe 90-stopniowe kolano jest faktycznie zakazane dla zmian kierunku poziomego w kanalizacji. Musisz użyć albo długomiernikowego 90-stopniowego kolana, albo dwóch 45-stopniowych kolan z krótkim odcinkiem rury między nimi.
Wybór odpowiedniej złączki
Musisz podłączyć poziomy odpływ zlewozmywaka kuchennego do pionowego stosu (idący w dół). Następnie na dnie stosu musisz zmienić kierunek z pionowego na poziomy, aby biec do głównej rury kanalizacyjnej.
Trygonometria w terenie
Przesunięcia rur: Gdzie trygonometria spotyka się z hydrauliką
Kiedy rura musi przesunąć się na boki, aby ominąć przeszkodę (belkę, inną rurę, kanały wentylacyjne), hydraulik tworzy przesunięcie używając dwóch złączek tego samego kąta.
Przesunięcie to Z-kształtna objazd: rura przechyla się na jedną stronę, biegnie po skosie (biegu), a następnie przechyla się z powrotem do pierwotnego kierunku.
Geometria to trójkąt prostokątny:
- Przesunięcie = prostopadła odległość, o którą rura przesuwa się na boki (strona przeciwna do kąta)
- Bieg = długość po skosie odcinka rury między dwiema złączkami (przeciwprostokątna)
- Rozstaw = odległość pozioma zajęta przez przesunięcie (strona przylegająca)
Związek: przesunięcie = bieg x sin(kąt). Przearanżowano: bieg = przesunięcie / sin(kąt).
Dla powszechnych kątów złączek, hydraulicy zapamiętują mnożniki:
- 45-stopniowe złączki: bieg = przesunięcie x 1,414 (ponieważ 1/sin(45) = sqrt(2) = 1,414)
- 22,5-stopniowe złączki: bieg = przesunięcie x 2,613 (ponieważ 1/sin(22,5) = 2,613)
- 60-stopniowe złączki: bieg = przesunięcie x 1,155 (ponieważ 1/sin(60) = 1,155)
Przesunięcie 45-stopniowe jest zdecydowanie najczęstsze. Każdy hydraulik ma 1,414 wgrany w pamięć.
Obliczanie przesunięcia
Prowadzisz 3-calową rurę odpływową poziomo na wysokości 48 cali nad podłogą. Stalowa belka dwuteowa przecina się prostopadle do Twojej ścieżki, i musisz obniżyć rurę 10 cali, aby przejść pod nią, a następnie wrócić do pierwotnej wysokości.
Średnica, pole powierzchni i równanie Manninga
Dobór rozmiaru rury: Jak geometria określa przepustowość
Rury zasilające są dobierane na podstawie przepływu (galony na minutę) i ciśnienia. Ale rury kanalizacyjne są dobierane na podstawie systemu jednostek zwanego Jednostkami Odpływu Urządzeń (DFU).
Każde urządzenie kanalizacyjne ma przypisaną wartość DFU na podstawie tego, ile może odprowadzić:
- Umywalka (łazienkowa): 1 DFU
- Wanna: 2 DFU
- Prysznic: 2 DFU
- Zlewozmywak kuchenny: 2 DFU
- Toaleta (muszla klozetowa): 3-4 DFU
- Pralka: 2 DFU
Sumy DFU mapują się do minimalnych średnic rur przez tabele kodów. Więcej DFU = więcej potencjalnego przepływu = większa potrzebna rura.
Podstawową geometrią jest równanie Manninga, które oblicza przepływ w częściowo wypełnionych rurach. Wykorzystuje promień hydrauliczny: czystą właściwość geometryczną definiowaną jako pole przekroju poprzecznego przepływającej wody podzielone przez zwilżony obwód (część ściany rury dotykającej wody).
Rura w połowie pełna ma najlepszy promień hydrauliczny dla swojej średnicy. To jest warunek projektowania dla kanalizacji: rury DWV są dobierane do pracy około w połowie pełne przy szczytowym przepływie.
Promień hydrauliczny
Rozważ 4-calową rurę kanalizacyjną biegnącą dokładnie w połowie pełną.