Le torri d'acqua si trovano ovunque: nei villaggi suburbani, nei villaggi, nelle fattorie, nelle serre, nei territori delle piccole imprese. Quali sono queste strutture, perché sono necessarie e come funzionano?
Cos'è una torre d'acqua?
La torre dell'acqua è una struttura idraulica, il cui scopo principale è lo stoccaggio e la fornitura di acqua. Strutturalmente, è un serbatoio (di solito di forma cilindrica), che viene installato a una certa altezza dalla superficie della terra; attrezzature per pompe; oleodotti. Il volume del serbatoio viene calcolato in base al valore della potenza dell'approvvigionamento idrico e del flusso d'acqua.
Le prime torri d'acqua furono costruite diversi secoli fa. In Russia, forse l'unico cliente per la costruzione di torri d'acqua per lungo tempo è stata la ferrovia, che aveva bisogno di serbatoi volumetrici, dove sarebbe stato possibile accumulare riserve idriche per il "rifornimento" di locomotive a vapore. Fino ad oggi, in molte stazioni oggi è possibile vedere le antiche torri in mattoni, conservate dal 19 ° secolo.
Il quadro è cambiato dal 1951, quando iniziò la massiccia costruzione di torri d'acqua nelle campagne, dove, di fatto, fino ad oggi si trovano la maggior parte di queste strutture. Stiamo parlando delle cosiddette torri Rozhnovsky, il cui design è stato sviluppato dall'ingegnere A.A. Rozhnovsky nel lontano 1936.
Era una soluzione tecnica rivoluzionaria. Le torri metalliche unificate economiche, che vengono montate in soli 2-4 giorni, svolgono le loro funzioni senza la necessità di riscaldamento dell'acqua invernale. Sulla base delle soluzioni costruttive di Rozhnovsky, la maggior parte delle torri d'acqua nel nostro paese sono state costruite. Va aggiunto che anche l'ingegnere P.I. ha dato un contributo significativo al loro sviluppo. Zemskov.
Le torri d'acqua si trovano in tutto il mondo. Differenti in elementi strutturali, dimensioni e prestazioni, sono tuttavia molto simili nel design e hanno le stesse funzioni. Più su questo più tardi.
Dispositivo e scopo
Le principali funzioni della torre dell'acqua
La torre dell'acqua è progettata per regolare il flusso e la pressione dell'acqua nella rete di approvvigionamento idrico in modalità autonoma. Un principio di funzionamento fisico abbastanza semplice ha determinato lo sviluppo e l'uso diffuso di questo tipo di strutture idrauliche.
La torre dell'acqua svolge le seguenti funzioni:
- assicurare il flusso di acqua ai consumatori;
- distribuzione uniforme dell'approvvigionamento idrico con l'inclusione simultanea di un gran numero di consumatori di acqua che svolgono la funzione di riserva di approvvigionamento idrico.
Varietà di torri d'acqua
- Torri in muratura (metodo obsoleto).
- Cemento armato.
- Serbatoi su supporti iperboloidi.
- Serbatoio su telaio telai in acciaio.
- Serbatoi in acciaio a sezione variabile (torre Rozhnovsky).
- Carri armati individuali.
Tutti gli acquedotti hanno lo stesso insieme di elementi di base, che possono variare a seconda del tempo di costruzione, della produttività richiesta, del livello delle acque sotterranee, dell'acqua e del rilievo dell'area circostante. Tuttavia, ci sono una serie di elementi strutturali obbligatori che combinano tutti i tipi di queste strutture ingegneristiche uniche:
- Un serbatoio (serbatoio) con un volume da decine a migliaia di metri cubi. È fatto di acciaio, cemento, plastica e altri materiali anticorrosivi. Viene impostato a un'altezza in base al calcolo dell'eccesso del livello inferiore del serbatoio all'altezza del punto di consumo più elevato.
- Il supporto del serbatoio, che costituisce il "corpo" principale della torre, è alto fino a 25-30 metri.È una struttura monolitica o a telaio realizzata con travi in acciaio, cemento armato o mattoni.
- Pipeline verticale (linee di ingresso e uscita). Il tubo di alimentazione che fornisce acqua al serbatoio è montato dalle pompe sotto il coperchio superiore esterno del serbatoio. Una linea di scarico (una tubazione con un diametro di almeno 200 mm) è collegata a un sistema di aspirazione dell'acqua.
- Sportello di ventilazione. Si trova nella parte superiore del serbatoio ed è progettato per mantenere la pressione durante l'interruzione dell'approvvigionamento idrico.
- Attrezzatura della pompa. Si trova in un edificio separato costruito sopra una fonte di approvvigionamento idrico. È dotato di un sistema di controllo che accende periodicamente le pompe per il pompaggio dell'acqua in caso di caduta del suo livello.
- Sistema di filtrazione.
Principio di funzionamento
Il principio del funzionamento della torre dell'acqua è la legge delle navi comunicanti. Sotto il suo stesso peso, l'acqua del serbatoio viene spostata nel tubo di bypass fino a quando la pressione nel serbatoio e la pressione nelle tubazioni della rete di approvvigionamento idrico dei consumatori non vengono compensate. Quindi, la torre funziona come segue:
- l'acqua da una fonte di approvvigionamento idrico viene pompata attraverso una tubazione verso un serbatoio di stoccaggio;
- l'acqua dal serbatoio sotto pressione creata dalla differenza tra l'altezza del serbatoio e il livello della fornitura d'acqua, entra nella rete di approvvigionamento idrico;
- a una piccola portata, il serbatoio viene riempito con acqua in entrata per un certo tempo e, dopo aver raggiunto un certo livello, le pompe vengono spente dal segnale di un sensore speciale. Inoltre, man mano che i consumatori consumano, il livello dell'acqua diminuisce a causa della pressione idrostatica e quando viene raggiunto un determinato valore, il sensore si attiva, le pompe si accendono e il ciclo si ripete.
In caso di guasto della pompa o di un'interruzione improvvisa di corrente, l'acqua rimanente nel serbatoio continua a fluire senza interruzioni verso i punti di consumo in un volume che dipende dalle dimensioni del serbatoio di stoccaggio e dal livello minimo di riempimento.
Ambito di applicazione
Le torri idrauliche sono installate, di regola, nei sistemi di approvvigionamento idrico locale, molto spesso nelle piccole città e nelle strutture agricole. Queste strutture sono economiche, sono progettate specificatamente per funzionare in condizioni di risorse energetiche limitate e sono indispensabili nel loro campo di applicazione.
La torre dell'acqua, la cui creazione è passata alla storia come esempio piuttosto sorprendente di eleganti soluzioni ingegneristiche eleganti nella sua semplicità, oggi rimane un elemento molto rilevante, per di più, necessario, dell'infrastruttura di approvvigionamento idrico.
