Wenn Sie an öffentliche Infrastruktur denken, denken Sie wahrscheinlich an Straßen, Brücken und möglicherweise Wassertürme. Diese oft massiven Strukturen sind ein Grundpfeiler der Stadtplanung des 21. Jahrhunderts. Sie sind überall um uns herum, aber haben Sie jemals aufgehört zu denkenüber was ist ihr Zweck und wie sie arbeiten?
Funktionsweise von Wassertürmen
Wir alle können wahrscheinlich verstehen, dass Wassertürme erhebliche Mengen Wasser am Himmel halten, aber ihre Nützlichkeit und technischen Feinheiten gehen weit darüber hinaus.
Wassertürme und ihre Geschwister, sogenannte Standrohre, gibt es in verschiedenen Größen und Formen, von denen jede ungefähr das gleiche Ziel hat, um die Wassernetze unter Druck zu halten.
Viele Wassertürme fungieren einfach als offen fließende Vorratsbehälter für Druckwassersysteme. Dies bedeutet, dass sich häufig keine Pumpe direkt neben dem Wasserturm befindet, die Wasser nach oben pumpt. Dies wird jedoch bereits von den bereits vorhandenen erreichtDruck in einem Wassersystem von Pumpen zurück an der Quelle des sauberen Trinkwassers.
Zum Beispiel, wenn ein Rohrnetz unter Druck gesetzt wurde 50 psi oder Pfund pro Quadratzoll, dann könnte das System Wasser drücken 115 Fuß in die Luft, speichern Sie es im Wasserturmtank. Diese resultierende Erhöhung des Wassers aufgrund des Drucks des Rohrnetzes wird als "Kopf" bezeichnet. Jeder psi Druck entspricht ungefähr 2,31 Fuß des Kopfes. Mithilfe dieser einfachen Berechnung können Ingenieure die richtige Höhe für die Auslegung von Wassertürmen und ihre Speicherkapazität basierend auf den normalen Rohrnetzbedingungen bestimmen.
Wassertürme und kommunale Wassernetze
Nachdem wir dieses einfache Verständnis aus dem Weg geräumt haben, können wir beginnen, das Gesamtkonzept zu verstehen. Die meisten Wassertürme sind relativ einfache Maschinen. Sauberes Wasser verlässt eine Wasseraufbereitungsanlage und wird mit einer Reihe von Hauptpumpen in das Netzwerk gedrücktDiese Pumpen üben Druck auf das Wassersystem aus, so dass es zu allen erforderlichen Auslässen einschließlich der Wassertürme fließen kann. Ein Standardwasserturm kann im Bereich von einer Million Gallonen fassen, aber ihre Kapazität variiert stark je nach Systemanforderungen.
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Wie bereits erwähnt, kann jeder psi Druck vor einem Wasserturm eine Wassersäule nach oben drücken. 2,31 Fuß . Wenn das Wasser den Wasserturm verlässt, wandelt sich jeder Fuß Wasser in um. 43 psi . Also, wenn ein Wasserturm speichert 100 Fuß Wasser, dann könnte es liefern 43 psi Druck auf das System.
Wir haben die Grundlagen der Funktionsweise von Wassertürmen aus dem Weg geräumt, aber all dies beantwortet nicht die Frage, warum ...?
Das Abhalten großer Wassermengen über dem Boden spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Wasserdrucks in Städten auf der ganzen Welt. Der Wasserbedarf schwankt im Laufe des Tages. Während des Mittagessens oder am Morgen wird möglicherweise mehr Wasser vom System benötigtdie Bedürfnisse des Benutzers erfüllen. Kläranlagenbetreiber können aufgrund der deutlich erhöhten Durchflussrate sogar erkennen, wann die Halbzeit im Superbowl liegt.
Trotzdem versuchen Ingenieure und Bediener, das Wassersystem aus Sicherheitsgründen auf einem ziemlich konstanten Druck oder zumindest über dem Mindestdruck zu halten. Wenn Sie dies nur mit Pumpen tun, bedeutet dies in Spitzenzeiten einen deutlich höheren Energieverbrauch und in den Ausfallzeiten nahezu keinen EnergieverbrauchWie in der Nacht. Durch Hinzufügen von Wassertürmen zum System können die Pumpen mit einer ziemlich konstanten Geschwindigkeit laufen, wobei das in den Türmen gespeicherte Wasser die Spitzenzeiten ausgleicht. In der Freizeit füllen sich die Wassertürme als Puffer wieder auf.Speichern von überschüssiger Energie im System.
Wassertürme im täglichen Leben
Wassertürme dienen nicht nur als Puffer, sondern helfen auch in Notfällen. Pumpen brechen wie jede andere Maschine häufig. Ohne Wassertürme würde dies bedeuten, dass ganze Netzwerke den Wasserdruck verlieren und möglicherweise tödliche Bakterien in die Tür gelangen könntenRohrnetz. Wassertürme ermöglichen kleine Ausfallzeiten am Pumpenende, häufig bis zu 24 Stunden um das System am Laufen zu halten. Aus all diesen Gründen haben die meisten Druckwassernetze seit dem späten 19. Jahrhundert bis heute Wassertürme in ihren Entwürfen verwendet.
Wassertürme regulieren also den Durchfluss, verringern die variable Belastung der Pumpen, speichern überschüssige Wasserversorgung und Energie und dienen in Notfällen als Backup.
Diese Strukturen sind wesentliche Aspekte von Wassernetzen und moderner kommunaler Infrastruktur. Sie können sich diese monolithischen Masten als hervorragende Regulierungsbehörden in Wasserversorgungssystemen auf der ganzen Welt vorstellen. Ohne sie wäre es für Ingenieure schwierig, Ihr Wasser frei von Bakterien zu halten und zu versorgenzu Ihnen bei konstantem Druck.