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虹吸排水管是建筑物给排水系统的重要组成部分,它的任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水,避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁,或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故,以保证人们正常生活和生产活动。它的特点是横管不设坡度的情况下,形成满管流,以极快的速度排清屋面的积水。
虹吸现象是液态分子间引力与位差能造成的。即利用水柱压力差,使水上升再流到低处。通过对管道的管径、高差的控制,可以实现对管道内雨水的流态的控制,使系统大部分时间工作在虹吸压力满管流的流态。使管道内满管流形成一定的负压,斗前水面受到管道内外压差的作用,加大了管道的流量,大大增强了雨水系统的排水能力。这便是虹吸排水管的工作原理。
与传统雨水体系比较,虹吸排水管体系管径小,排水量大,立管少,对修建立面和空间影响小。虹吸排水一般运用于屋面雨水排水系统,适用于工业厂房、仓库、公共修建的大型屋面雨水的排放。在整个降雨过程中,随着降雨量的增加或减小,悬吊管内的压力和水流状态会出现反复变化的情况。
与悬吊管相似,立管内的水流状态也会从附壁流逐渐向气泡流,气水浮化流过渡,终在虹吸作用形成的时候,出现接近单向流的状态。通过对管道的管径、高差的控制,可以实现对管道内雨水的流态的控制,使系统大部分时间工作在虹吸压力满管流的流态。
当屋面雨水高度超过雨水斗高度时由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗,通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡,从而减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量,使得虹吸排水管道呈满流状态,利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的势能,在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用,并在该处管道内呈负压。屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外。
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