我国室内真空排水系统关键参数计算方法研究

发布时间：2019-09-19 21:22

【摘要】：室内真空排水系统作为传统重力排水模式的补充、替代,有着节水减排、布置灵活、洁净卫生等优势,这种排水方式可适应新型建筑功能需求的实现、能够节约水资源保护水环境正逐渐受到业界设计者的认知与肯定,市场需求不断增加。国内已相继有数十个项目应用了室外或室内的真空系统,并获得良好的社会和经济效益。但由于缺乏设计标准、相关参数,以及计算方法不统一,使之在国内的推广应用受到限制,因此,急需开展室内真空排水系统关键设计参数的计算方法研究。本文对系统流量计算方法展开研究,对比了当前国内外计算系统流量时使用的欧标法、卫生器具使用频率法、当量法或百分数法和气流量计算法的原理及公式并举例分析,结合概率理论建立系统流量计算公式;明确真空管网内各项水头损失,对摩擦损失计算公式进行比较,通过假设实验线性拟合两相流系数,形成实验法摩擦损失计算公式;讨论气液比、能耗、真空设备规模三者关系,分析出气液比范围;将计算方法应用于实际项目,经过比较、分析后,验证公式的使用效果及存在问题。主要结论有:(1)欧标法、当量法或百分数法、气流量计算法都为经验公式;系统流量应为瞬时秒流量;欧标法、当量法或百分数法为秒流量,用于室内系统;卫生器具使用频率法为平均小时流量,适用于室外系统;气流量计算法为最大小时流量,可用在室内和室外系统;欧标法适用属性单一的建筑,当量法、百分数法只能计算总污水流量,不可计算总抽气量;气流量计算法仅从真空系统的工作原理考虑,并未区分室内、外系统在流态转变和流行时间上的不同,计算出的结果会与实际有一定差距;(2)总结出卫生洁具流量及概率值表,后针对我国用水特点结合亨特概率法及中心极限定理推导出室内真空系统流量计算方法,该公式可同时计算气流量、水流量;对系统流量方法进行了收敛性研究,从曲线中得出概率法计算的数值趋势是靠近高时流量的,表明该方法可应用在室外真空系统的流量确定上,可见概率法的通用性较强,这与之前的计算结果分析相符。(3)明确了静提升损失、动提升损失和摩擦损失产生的原因及研究方法;对摩擦损失的计算分别列举、比较了修正Hazen-Williams公式、A-H算法、Dukler两段式算法、L-M曲线法及段金明公式这5种建立在不同模型上的公式,并借鉴模拟实验数据来分析各种方法的准确度与可用性。(4)修正Hazen-Williams公式计算结果最为符合实际运行工况的要求,但由于其未考虑不同气液比对气、液两相间摩擦的影响,故引入一个实验法两相流系数Φ’来弥补Hazen-Williams公式在这方面的缺陷,进而由假设实验得到系数Φ’的线性拟合,形成真空管道实验法两相流的摩擦损失计算公式。(5)在系统容量和工作压力一定的条件下,排污泵能耗相对稳定,真空泵站耗能主要来自真空泵的能耗,设备规模范围大的系统容量大,真空泵能耗与之成正比,真空泵的抽气量及泵数量的计算都与气液比成正比,气液比与能耗成正比,设备规模对能耗产生影响,能耗也可反过来作用和决定设备规模,要降低设备整体的耗能,这就要控制真空泵的耗能,以此确定合理的气液比为5:1~32:1。
【图文】：

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图 1-2 真空排水系统组成图Fig.1-2 Vacuum drainage systems inside buildings components figure(1)真空便器：真空便器分为真空坐便器及真空蹲便器。真空便器每次冲洗时，污水以及部分气体（臭气）通过开启的真空阀直接进入真空管道，之后被传输至真空泵站的真空罐内。真空座便器每次排污用水量为 1L 左右，抽吸气体量约 60L；真空蹲便器每次抽吸气体量约 70L。真空界面转输装置等配件被集中安装在坐便器内部

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图 1-2 真空排水系统组成图Fig.1-2 Vacuum drainage systems inside buildings components fi(1)真空便器：真空便器分为真空坐便器及真空蹲便器。真空便器每次冲洗时，污水以（臭气）通过开启的真空阀直接进入真空管道，，之后被传输至真空泵站的真空座便器每次排污用水量为 1L 左右，抽吸气体量约 60L；真空蹲便器每次约 70L。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU823

【引证文献】