برج المياه: مبدأ التشغيل والغرض والخصائص

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

برج المياه هو أبسط تصميم مصمم للتنظيم المستقل لتدفق المياه والضغط في نظام السباكة. حدد مبدأ تشغيل برج المياه البسيط استخدامه على نطاق واسع.

أنواع أبراج المياه

استخدمت البشرية مثل هذه التصاميم لعدة قرون. ذروة شعبيتها تقع في نهاية القرن التاسع عشر - النصف الأول من القرن العشرين. في ذلك الوقت تم استخدامها في المستودعات والمحطات لخدمة القاطرات البخارية. منذ ذلك الحين ، فقدوا أهميتهم ، لكنهم ما زالوا يستخدمون ، على سبيل المثال ، لتزويد مناطق الضواحي أو المؤسسات الصناعية بالمياه المستقلة.

تم بناء أبراج المياه الأولى بشكل أساسي من الطوب الأحمر ، وفي كثير من الأحيان من الخشب. ثم ظهرت الهياكل الخرسانية المسلحة. في النصف الثاني من القرن العشرين ، اقترح العالم روزنوفسكي تصميمه من ألواح الصلب.

يبدو برج روزنوفسكي مشابهًا جدًا لقنبلة يدوية بمقبض. قطر قاعدة برج المياه أقل بمقدار 1.5-2 مرة من قطر الخزان.تتمثل مزايا هذا التصميم في سرعة التجميع العالية (الأسطوانات المجوفة ملحومة من ألواح الصلب) والتركيب السهل في الموقع ، فضلاً عن الوزن المنخفض نسبيًا.

الآن لإمدادات المياه ، غالبًا ما يتم تثبيت خزانات فردية على شكل خزانات معدنية حجمية. تستخدم الأعمدة الفولاذية أو الخرسانية المسلحة كدعامات.

مبدأ برج المياه

سيكون تشغيل برج المياه مستحيلاً لولا ظاهرة معادلة الضغط في الأوعية المتصلة ، أو التوازن الهيدروستاتيكي. تحت تأثير الجاذبية ، يقوم الماء الموجود في الخزان بإزاحة السائل من الأنابيب حتى يصبح الضغط في الخزان مساوياً للضغط في نظام الأنابيب. كان هذا أساس تشغيل أبراج المياه قبل ظهور المضخات الكهربائية.

مع ظهور المضخات الكهربائية ، تغير مخطط عملهم إلى حد ما. إذا كانوا في وقت سابق هم المصادر الرئيسية للمياه في النظام ، فقد بدأوا الآن في لعب دور المحمية. تعمل محطة الضخ "كمورد" للمياه ، والتي تزود المستهلك بالضغط من خلال نظام الأنابيب مباشرة.

في نفس الوقت تضخ المضخة الماء في خزان البرج حتى يمتلئ بالكامل أو تعمل الأوتوماتيكية. في لحظة ذروة الحمل ، عندما يكون استهلاك المياه هو الحد الأقصى ، ولا تستطيع محطة الضخ التعامل مع العمل ، يفتح صمام الخزان ، ويبدأ الماء في التدفق إلى النظام من الاحتياطي. يحدث هذا حتى تبدأ محطة الإمداد بالمياه مرة أخرى في التعامل مع واجباتها. بعد، بعدماالدورة كاملة تتكرر

عناصر برج المياه

بغض النظر عن نوع ومبدأ التشغيل ، يتكون برج المياه من 5-6 وحدات. يمكن أن يختلف عدد العناصر بشكل كبير ويتم تحديده حسب الغرض من المنشأة وموقعها وبُعد المصدر الأساسي وجودة المياه ومعايير أخرى.

بطريقة أو بأخرى ، يحتوي كل برج على:

1. الخزان - خزان من الصلب أو الخرسانة المسلحة أو البلاستيك بسعة عدة عشرات إلى عدة آلاف من الأمتار المكعبة.
2. الدعم - إطار أو هيكل مترابط مصنوع من الخرسانة المسلحة أو العوارض الفولاذية أو الطوب الأحمر بارتفاع لا يزيد عن 25-30 مترًا. يجب أن تبقي الخزان فوق مستوى كل مستهلك.
3. إمداد المياه العمودي - أنبوب إمداد قادم من المصدر والمخرج ، بقطر 200 متر ، يتم وضعه في نظام إمداد المياه.
4. فتحة تهوية - في صورة برج المياه تظهر بسهم. من الضروري الحفاظ على حجم الهواء في الخزان ومنع ركود الماء.
5. محطة الضخ بأنظمة التحكم عبارة عن هيكل منفصل ، يقع عادة فوق المنبع.

يمكن إدخال نظام ترشيح بدرجات مختلفة من تنقية المياه في تصميم برج المياه ، بالإضافة إلى وحدة أتمتة للتحكم في مستوى السائل ومنعه من السقوط إلى قيمة حرجة.

الوظائف الرئيسية لبرج المياه

من مبدأ تشغيل برج المياه يتبع وظيفته الرئيسية -مواءمة جدول عمل محطة الضخ. تخيل حالة تقوم فيها المضخة بإمداد المياه مباشرة ، بدون رابط وسيط على شكل برج مائي.

بناءً على طلب كل مستهلك ، يتم تشغيله وإيقافه ، أي أنه يعمل بشكل عشوائي. نتيجة لذلك ، يزداد تآكل آلياته ، ويصبح استهلاك الطاقة غير متساو ، مما يزيد من الحمل على محطة توليد الكهرباء.

نتيجة لذلك ، تضطر شركات الخدمات إلى إنفاق الأموال على الإصلاحات باهظة الثمن. لمنع حدوث كل هذا قاموا بتركيب ابراج المياه

الوظيفة الثانية هي الحفاظ على الضغط في خط الأنابيب. الماء الموجود على ارتفاع كبير ، تحت تأثير الجاذبية نفسها يخلق الضغط المطلوب في النظام. نتيجة لذلك ، تتم إزالة الحمولة من محطة الضخ.

غرض إضافي

ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالغرض الآخر ومبدأ التشغيل لبرج المياه. نادرًا ما تفي المياه في المصدر بالمعايير الصحية المعمول بها ، لذلك إذا تم استخدامها للاحتياجات المنزلية أو للشرب ، يتم استخدام برج المياه كمحطة ترشيح.

المرشحات الخشنة مدمجة في نظام خطوط الإمداد ، والتي تحبس المعادن الثقيلة ، وأكاسيد الحديد والرصاص ، والرمل وغيرها من الملوثات. في الخزان ، يستقر الموقد ويصبح أكثر نظافة. يمكن لنظام خراطيش التنظيف المثبتة على مصدر إمداد المياه تنقية المياه من البكتيريا المسببة للأمراض ، وإيصالها إلىللمستهلك منتج نقي تمامًا.

إنشاء إمداد طارئ بالمياه ، والذي يمكن استخدامه في حالة تعطل المياه الرئيسية أو نشوب حريق ، هو وظيفة إضافية أخرى لبرج المياه.

عمل البرج بمضخة آلية

مبدأ تشغيل برج المياه بمضخة أوتوماتيكية لا يختلف عمليا عن مخطط العمل الذي وصفناه سابقا. الاستثناء الوحيد هو حقيقة أنه في مثل هذا النظام لا توجد محطة ضخ على هذا النحو. يتم تنفيذ وظيفتها بواسطة مضخة كهربائية مدمجة.

عندما ينخفض مستوى الماء في الخزان عن قيمة العتبة ، يرسل نظام الأتمتة إشارة ، وتبدأ المضخة في ضخ المياه في الخزان. بمجرد امتلاء الخزان ، انتظر حتى ينخفض مستوى السائل مرة أخرى.

تُستخدم مثل هذه الأنظمة في أغلب الأحيان في المناطق الخاصة والضواحي. يعمل التعويم كمؤشر على مستوى السائل ، والذي ينخفض إلى أسفل تقريبًا ، ويغلق جهات الاتصال ويعطي إشارة إلى المرحل ، وإلا فإنه يتحكم بالفعل في تشغيل المضخة.

تعريف الخصائص

لكي يؤدي النظام واجباته بشكل صحيح ، من الضروري أن يكون ارتفاع برج المياه أكبر من ارتفاع أي هيكل آخر مخدوم. هذا هو السبب في أن خزانات المياه يمكن رؤيتها غالبًا على أسطح المباني متعددة الطوابق (خاصة في الأفلام الأمريكية). إذا لم يتم استيفاء هذا الشرط ، فإن ركود الماء في الخزان ممكن.

معلمة أخرى مهمة لبرج المياه هي حجم خزان العمل. يتم تحديد هذا المؤشر من خلال مخطط التدفقالمياه من قبل المستهلكين. عادة ما يتم تحديد حجم الحاوية بحيث يكون السائل المتراكم كافياً للاستخدام طوال اليوم. في هذه الحالة ، سيتم تشغيل المضخة ليلاً فقط ، مما يقلل الحمل على شبكة الطاقة.

ميزات تصميم الأساس

ارتفاع البرج وحجم الخزان يؤثران بشكل مباشر على تكلفة البرج. ونحن لا نتحدث كثيرًا عن تكلفة الهيكل الداعم والخزان ، ولكن عن سعر الأساس. قبل اختيار نوع وعمق الأساس ، يتم إجراء حساب ليس فقط للحمل الساكن ، ولكن أيضًا للحمل الديناميكي - أثناء ملء الخزان ، قد تحدث اهتزازات تؤدي إلى عدم توازن الهيكل.

يتم حساب الاستقرار أيضًا مع مراعاة تأثير حمل الرياح. كلما ارتفع البرج ، زاد انحرافه عن المستوى العمودي في حالة الرياح القوية والعاصفة. عند التأرجح ، سيبدأ البرج في "إزعاج" الماء ، وستظهر موجات تزيد الضغط المسموح به لبرج الماء على القاعدة عدة مرات. نتيجة لذلك ، سينهار الهيكل.

لذلك ، عند التثبيت حتى في منزل ريفي ، لا تهمل مساعدة المحترفين. من خلال إنفاق الأموال الآن ، يمكنك أن تنعم براحة البال بشأن موثوقية وأداء برج المياه الخاص بك في المستقبل.