Статьи

Главная
| Left Sidebar

ИЩЕМ ДИЛЕРОВ В РЕГИОНАХ КАЗАХСТАНА И СТРАНАХ ЕАЭС!

ОПТОВЫЕ ПОСТАВКИ, ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ СКИДКИ

ПОЧЕМУ «ПОЕТ» ВОДОПРОВОД?

Согласитесь, что «пение» водопроводных труб, особенно в поздний час, не доставляет особого удовольствия. Пытаясь избавиться от неприятных звуков или хотя бы понять причину их возникновения, вы открываете водопроводный кран. Часто это ни к чему не приводит. Но иногда бывает и так: достаточно открыть кран, который до этого был закрыт, и гудение либо переходит на другую ноту, либо пропадет вовсе. Значит, причиной всему водопроводный кран? Оказывается, да. Точнее – неисправный кран.

preimushestvo_plastikovih_vodoprovodnih.jpg

Рис. 1. Пластиковые трубы для водопровода

Физику – экспериментатору «поющий» водопровод может послужить хорошим объектом для исследований, а избавление от «пения» - неплохой лабораторной работой с полезным выходом для окружающих.

Как известно, источником звука может быть любое тело, колеблющееся со звуковой частотой. Рассмотрим, где и каким образом возникают колебания в системе водопровод – кран.

В нем заслонка, состоящая из металлической шайбы и резиновой прокладки, прижимается винтом к бортику, ограничивающему круглое отверстие, через которое вода поступает к крану. Что произойдет, если кран, слегка приоткрыть? Из рисунка видно, что самое узкое место, через которое проходит вода, это щель между краями отверстия и нижней стороной заслонки. Так как объем воды, проходящий в единицу времени через любое поперечное сечение водопровода, остается постоянным, в самом узком месте скорость движения воды будет самой большой. С верхней стороны заслонки скорость воды существенно меньше, чем с нижней. При изменении скорости жидкости, движущейся по водопроводу меняется и давление. В соответствии с законом Бернулли, там где больше скорость, меньше давление и наоборот.

При некоторых скоростях расхода воды и «благоприятных» размерах заслонки, отверстия и щели может оказаться, что сумма сил давления, действующих на заслонку снизу, будет намного меньше сил давления сверху, и заслонка прижмется к отверстию. Очевидно, что долго такая ситуация продолжаться не может. Как только заслонка перекроет воду, скорость в зазоре упадет, давление снизу повысится, и заслонку отбросит от отверстия вверх. После чего процесс повторится сначала.

Колебания заслонки, которые мы рассмотрели, могут происходить в довольно широком интервале частот. Однако из практики известно, что каждый водопровод «поет», как правило, на одной, своей ноте. В крайнем случае на двух-трех. Почему?

Оказывается, здесь главную роль играют трубы водопровода, заполненные водой. Под влиянием заслонки в них тоже возникают колебания, причем сильнее всего столб воды откликается на те частоты, на которых может колебаться он сам. Это – конкретное проявление известного явления резонанса, поэтому неслучайно, что соответствующий участок водопровода называют резонатором. Таким образом, из всех возможных частот колебаний заслонки в кране «выбираются» только те, на которых может колебаться столб воды в прилегающих к крану участках трубопровода.

При этом колебания столба воды помогают колебаниям заслонки, управляют ими. Заслонка же отбирает часть энергии у вытекающей из крана воды и отдает эту энергию колеблющемуся в трубах столбу воды. Другими словами, колебания заслонки вызывают колебания воды, а последние, в свою очередь, заставляют колебаться заслонку. Для того чтобы колебания не ослабевали, заслонка должна колебаться в такт с колебаниями прилегающего к ней столба воды.

Заметим, что рассмотренная ситуация наблюдается реально только тогда, когда заслонка расхлябана и имеет возможность свободно двигаться в некоторых пределах вдоль оси винта, а резиновая прокладка сильно деформирована и повторяет очертания бортика вокруг отверстия.

И еще. Все происходящее в реальном трубопроводе, конечно, намного сложнее того, что было описано выше. Тем не мене понимание физической сущности процессов, происходящих в «поющем» водопроводе, может оказать реальную практическую помощь – найти неисправные краны.

Например, если при открывании вашего, ранее закрытого крана, «пение» изменилось или прекратилось, то это означает, что участок трубы с вашим краном входит в резонатор. Изменение «пения» обычно происходит за счет изменения размеров, формы резонатора (или потерь в нем). Прекращение (срыв) колебаний может быть следствием изменения давления в трубопроводе, увеличения потерь в резонаторе или уменьшения энергии, поступающей от крана. А если после открывания вашего крана «пение» не изменилось, говорит ли это о том, что ваш участок трубы не резонирует? Подумайте над этим вопросом самостоятельно.

Во всяком случае радикальное средство избавления от «пения» состоит в том, чтобы отыскать и починить кран (или краны), в котором сдеформировалась или выскочила прокладка. Достаточно сменить резиновую прокладку, а при необходимости и уменьшить возможность передвижения заслонки – и колебания пропадут. Как же это сделать практически?

Для этого нужно сначала перекрыть водопровод аварийным краном (который обычно расположен в ванной комнате или в кухне под раковиной), затем ключом или плоскогубцами открыть корпус ремонтируемого крана (ни в коем случае не аварийного!). Чтобы не нарушить никелировку, откручивать крышку корпуса нужно осторожно, подложив под плоскогубцы несколько слоев бумаги или ткани. После этого из резины подходящей толщины (обычно от 2 до 4 мм) вырезается новая прокладка и становится на место неисправной (или отсутствующей вовсе). В большинстве бытовых кранов прокладка должна лежать в углублении металлической шайбы и держаться за счет того, что ее диаметр углубления. В некоторых кранах в центе прокладки делается отверстие, и она крепится к шайбе гайкой. Отремонтированный кран собирают в обратном порядке и потихоньку открывают аварийный кран.

В заключение предлагаем вам провести опыт, моделирующий поведение заслонки в водопроводном кране.

Через полутораметровый резиновый шланг подсоедините к крану мундштук с размерами. Откройте воду, возьмите в руку трехкопеечную монету и постарайтесь ее «посадить» на конец мундштука (гербом к мундштуку). После некоторой тренировки можно добиться того, чтобы монета устойчиво держалась при довольно большом интервале скоростей расхода воды и при любом положении мундштука. Никаких колебаний при этом не наблюдается, а вся конструкция напоминает разбрызгиватель для поливки огородов.

Интересно, что диск того же размера, что монета, но с гладкой поверхностью, на мундштуке не удерживается. Зато если прижать его к мундштуку пальцем, появляются колебания, причем при увеличении силы нажима частота колебаний возрастает. Таким образом можно руками потрогать модель заслонки водопроводного крана и убедиться, что колебания действительно возможны.

Для последнего опыта не обязательно выдерживать указанные размеры мундштука и «заслонки». Важно только, чтобы их поверхности были плоскими и гладкими. Попытайтесь самостоятельно придумать и другие опыты, моделирующие процессы, происходящие в гудящем («поющем») водопроводе.

Источник: Журнал "Квант", Е.И.Пальчиков


Трубы полиэтиленовые, трубы полипропиленовые, трубы канализационные пвх, трубы для водяного напольного отопления от производителя.
Оптовые поставки по Казахстану и странам ЕАЭС. 
Индивидуальный подход! 
Звоните прямо сейчас: +7 702 8031411

Цены на трубы

Возврат к списку



Материалы по теме:

Статьи



Комментарии к статье:


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений