سوال فیزیک در مورد فشار آب در لوله

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

سلام دوستان
سؤال:
در یک ساختمان , پمپ آب در زیرزمین قرار داره و قطر خروجیش یک اینچ هست
یک لوله ی 2 اینچی به طول 20 متر به طور عمودی از زیرزمین رفته تا طبقه ی آخِر
در هر طبقه هم یک لوله ی یک اینچی از این لوله ی 2 اینچی منشعب شده و رفته برای واحدِ همون طبقه
در زیرزمین, این لوله ی 2 اینچی مستقیماً به پمپ وصل نیست بلکه 50 سانت لوله ی 1 اینچی قرار داره بین پمپ و لوله ی 2 اینچی
یعنی آب پمپ ابتدا از خروجیِ یک اینچیِ پمپ خارج میشه و وارد لوله ی یک اینچی میشه و بعد از 50 سانت وارد لوله ی 2 اینچی میشه و میره بالا
با این وصف آیا فرقی میکنه که اون لوله ی 20 متری قطرش 2 اینچ باشه یا یک اینچ ؟
آیا در فشار آب واحدها تاثیر داره ؟
به نظر بنده فرقی نمیکنه و نصب لوله ی 2 اینچی بیخود هست چون خروجی یک اینچی پمپ و همون 50 سانت لوله ی 1 اینچی هست که تعیین میکنند چقدر آب و با چه فشاری بره بالا

[Mohammad Hosseyn]

سلام دوستان
سؤال:
در یک ساختمان , پمپ آب در زیرزمین قرار داره و قطر خروجیش یک اینچ هست
یک لوله ی 2 اینچی به طول 20 متر به طور عمودی از زیرزمین رفته تا طبقه ی آخِر
در هر طبقه هم یک لوله ی یک اینچی از این لوله ی 2 اینچی منشعب شده و رفته برای واحدِ همون طبقه
در زیرزمین, این لوله ی 2 اینچی مستقیماً به پمپ وصل نیست بلکه 50 سانت لوله ی 1 اینچی قرار داره بین پمپ و لوله ی 2 اینچی
یعنی آب پمپ ابتدا از خروجیِ یک اینچیِ پمپ خارج میشه و وارد لوله ی یک اینچی میشه و بعد از 50 سانت وارد لوله ی 2 اینچی میشه و میره بالا
با این وصف آیا فرقی میکنه که اون لوله ی 20 متری قطرش 2 اینچ باشه یا یک اینچ ؟
آیا در فشار آب واحدها تاثیر داره ؟
به نظر بنده فرقی نمیکنه و نصب لوله ی 2 اینچی بیخود هست چون خروجی یک اینچی پمپ و همون 50 سانت لوله ی 1 اینچی هست که تعیین میکنند چقدر آب و با چه فشاری بره بالا

فشار با دبی آب دو مسئله متفاوت هستن که فکر میکنم اینجا با هم اشتباه بکار بردیدشون.
دبی آب متفاوت نیست در هر حالت، ولی فشار در لوله کوچیکتر بیشتره. فشار نیرویی هست که آب به بدنه لوله وارد میکنه. دبی بیشتر فشار رو بیشتر میکنه با شرط ثابت بودن لوله.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

فشار با دبی آب دو مسئله متفاوت هستن که فکر میکنم اینجا با هم اشتباه بکار بردیدشون.دبی آب متفاوت نیست در هر حالت، ولی فشار در لوله کوچیکتر بیشتره.
فشار نیرویی هست که آب به بدنه لوله وارد میکنه. دبی بیشتر فشار رو بیشتر میکنه با شرط ثابت بودن لوله.

سلام
ممنون از حضورتون و پاسختون
بله , حرفتون درسته .
دو فاکتور داریم . فشار و دبی . یعنی شبیه ولتاژ و آمپر هست
خب حالا جواب سوال چی هست ؟
اگر به جای لوله ی 2 اینچی لوله ی 1 اینچی بود چه فرقی میکرد ؟
دبی تغییر میکرد ؟ یا فشار ؟ یا هر دو؟ یا هیچکدام ؟
به نظر بنده قدرتِ پمپ و قطر خروجیِ پمپ و اون لوله ی 1 اینچی هستند که فشار و دبی رو تعیین میکنند و اون لوله ی 2 اینچی اگر 1 یا 3 یا 4 اینچی هم بود فرقی نمیکرد و تاثیری در فشار و دبی نداره
اما اگر قطر اون لوله ی 2 اینچی بشه یک دومِ اینچ اونوقت باعث کاهش دبی میشد اما فشار ثابت میموند

نظر شما ودیگر دوستانِ علاقمند چیه ؟
.
.
===================================
صرفه جویی های میلیونی در هزینه های خودرو و زندگی
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[shaahani]

هیچ تفاوتی ایجاد نمیشه .
وقتی آب یک انرژی ثابت و مشخصی داره که اون از دهانه خروجی پمپ به سمت بیرون میره ، در این وضعیت میشه گفت فشار با دبی نسبت عکس پیدا میکنن و تایین کننده این عامل هم قطر لوله است .
یعنی وقتی آب با یک انرژی مشخص و ثابت از قطر لوله کوچکتر عبور میکنه ، سرعت و فشار اون بالاتر و دبی اون پایین تر خواهد اومد و برعکس وقتی قطر لوله خروجی زیاد میشه سرعت و فشار آب کاهش پیدا کرده و اما دبی افزایش پیدا خواهد کرد و در هر لحظه آب بیشتری از لوله بزرگتر خارج خواهد شد .

با توجه به توضیحات ذکر شده ، اگر دهانه خروجی پمپ که جزو طراحی پمپ هست دارای قطر یک اینچ باشه و شما از لوله یک اینچی در خروجی استفاده کرده باشید و بطور افقی حداقل 50 سانتی متر لوله مقابل پمپ قرار داده باشید ، انرژی ای از دست نخواهید داد اگر بعد از آن قطر لوله رو افزایش بدهید .
مشکل اول میتواند این باشد که اگر خروجی اصلی پمپ شما دو اینچ باشه و شما در همون ابتدای خروجی از لوله یک اینچی استفاده کرده باشید ، درست است که انرژی تفاوتی پیدا نمیکند در ابتدا اما در عمل بدلیل کاهش ناگهانی و اولیه قطر لوله شما باعث اتلاف شدید انرژی خواهید شد .
مشکل دوم میتواند این باشد که لوله خروجی پمپ شما بسته به قدرت موتور از پنجاه سانت تا یک متر و سی سانتی متر بطور افقی و در موازات خروجی آب حرکت نکرده باشد.

در هر دو این مشکل ها ، جریان لایه ای آب برهم میخورد و کاهش ناگهانی سطح مقطع باعث یک نوع به هم ریخنگی و آشفتگی شدید در جریان آب می شود ، برای همین است که کاهش سطح مقطع نیز باید به آهستگی ، در مکان مناسب و با استفاده از مبدل های قطر لوله کاملا استاندارد که به ملایمت قطر لوله را کاهش میدهند انجام شود .
از طرف دیگر اگر آب با سرعت بوسیله پمپ بصورت افقی خارج شود اما در فاصله بسیار کوتاه از خروجی با یک زانو 90 درجه بخواهد به سمت بالا حرکت کند ، مانند این است که به شدت با یک دیوار برخورد کند و مجدد دچار آشفتگی شدید شود و جریان لایه ای لازم برای راندمان بالا ازدست برود ، اتلاف شدید انرژی ، سر و صدا در لوله آب و افت وحشتناک راندمان از عواقب رعایت نکردن اصول علمی در لوله کشی هست .
این جریان شدید و آشفته در علم مکانیک سیالات و بصورت علمی با نام جریان توربولانس شناخته می شود.

مسائل دیگه ای که میشه در این موضوع بهشون اشاره کرد
1.در هر متر ارتفاع ، معادل یک متر ستون آب ، کاهش فشار داریم و فشار آب را در خروجی نهایی کاهش خواهد داد.
2.باز کردن همزمان چند خروجی آب (شیر آب لوازم بهداشتی واحد ها) در ساختمان باعث افت فشار آب می شود و در صورت محاسبه غلط یا عدم محاسبه مهندسی ممکن است آب به طبقات بالاتر نرسد.
3.در سیستم آب رسانی تحت فشار در ساختمان های بلند ، از فاز بندی استفاده می شود ، به این صورت که به عنوان مثال طبقه همکف بدون پمپ آب و با جریان آب شهر تغذیه میشود ، طبقه اول تا سوم به وسیله پمپ اول ، طبقه چهارم تا ششم بوسیله پمپ دوم .
در این نوع از طراحی لوله عمودی پمپ اول طبقات اولیه را تغذیه میکند و پمپ دوم اولین انشعاب خود را از طبقات بالاتر می دهد و طبقات بالاتر را تغذیه خواهد کرد ، واضح است که پمپ های طبقات بالاتر باید قوی تر باشند ، زیرا علاوه بر افت فشار ناشی از لوله و مصرف کننده ها باید بر افت فشار ناشی از ارتفاع نیز غلبه کنند.

در هر فاز میشه بجای یک پمپ از چند پمپ بصورت مشترک برای تامین نیروی مورد نیاز استفاده کرد و در این حالت معمولا پرشر کنترل هایی روی پمپ ها نصب می شود .
به عنوان مثال سه پمپ وظیفه آب رسانی به طبقات چهارم تا ششم را دارند ، هر کدام از این پمپ ها با سویچ کنترل فشار خاموش و روشن می شوند ، وقتی فشار آب از سه بار کمتر شد ، پمپ اول روشن می شود ، وقتی در هنگام روشن بودن پمپ اول بازهم فشار آب کاهش پیدا کرد و به زیر 2.5 بار رسید ، پمپ دوم هم همزمان روشن خواهد شد و باز اگر همچنان فشار آب به دلیل مصرف کاهش پیدا کرد و به زیر 2 بار رسید این بار پمپ سوم هم وارد مدار خواهد شد تا فشار مورد نیاز برای مصرف تامین شود.
واضح است با بالارفتن فشار آب در فاز2 (طبقات4 تا 6) پمپ ها یکی پس از دیگری خاموش خواهند شد .
البته این سیستمی که گفتم روش بسیار ابتدایی برای فهم مطلب بود و بطور عملی در برج ها و آسمان خراش ها از سیستم های کنترل PLC و کامپیوتری برای کنترل پمپ ها و دیگر تجهیزات مکانیکی استفاده می شود.