מגדלי מים נמצאים בכל מקום: בכפרים בפרברים, כפרים, בחוות, בחממות, בשטחים של מפעלים קטנים. מהם המבנים האלה, מדוע הם נדרשים וכיצד הם עובדים?
מה זה מגדל מים?
מגדל המים הוא מבנה הידראולי, אשר מטרתו העיקרית היא אחסון והספקת מים. מבחינה מבנית מדובר במיכל (בדרך כלל גלילי בצורתו), המותקן בגובה מסוים מעל פני האדמה; ציוד משאבה; צינורות. נפח המיכל מחושב על פי ערך כוח אספקת המים וזרימת המים.
מגדלי המים הראשונים נבנו לפני כמה מאות שנים. ברוסיה, אולי הלקוח היחיד לבניית מגדלי מים במשך זמן רב היה הרכבת, שהייתה זקוקה לטנקים נפחיים שבהם ניתן יהיה לצבור אספקת מים לקטרוני קיטור "לתדלוק". עד כה, בתחנות רבות כיום ניתן לראות את מגדלי הלבנים הישנים, שהשתמרו מהמאה ה -19.
התמונה השתנתה מאז שנת 1951, אז החלה הבנייה ההמונית של מגדלי מים באזורים הכפריים, שם, למעשה, עד היום רוב המבנים הללו נמצאים. אנו מדברים על מגדלי רוז'נובסקי כביכול שעיצובם פותח על ידי המהנדס A.A. רוז'נובסקי חזר בשנת 1936.
זה היה פיתרון טכני מהפכני. מגדלי המתכת החסכוניים המאוחדים, המותקנים תוך יומיים עד ארבעה ימים בלבד, מבצעים את תפקידם ללא צורך בחימום מים בחורף. בהתבסס על הפתרונות הקונסטרוקטיביים של רוז'נובסקי, נבנו מרבית מגדלי המים בארצנו. יש להוסיף כי המהנדס P.I. תרם תרומה משמעותית גם להתפתחותם. זמסקוב.
מגדלי מים נמצאים ברחבי העולם. בהבדל באלמנטים מבניים, מידות וביצועים, הם בכל זאת דומים מאוד במבנה ויש להם אותם פונקציות. עוד על כך בהמשך.
מכשיר ומטרה
הפונקציות העיקריות של מגדל המים
מגדל המים נועד לווסת את זרימת ולחץ המים ברשת אספקת המים במצב אוטונומי. עיקרון פעולה פיזי פשוט למדי קבע את ההתפתחות והשימוש הנרחב בסוג זה של מבנים הידראוליים.
מגדל המים מבצע את הפונקציות הבאות:
- הבטחת זרימת מים לצרכנים;
- חלוקה אחידה של אספקת מים תוך הפעלת מספר גדול של צרכני מים המבצעים את התפקיד של מקור אספקת מים מילואים.
זנים של מגדלי מים
- מגדלי בנייה (שיטה מיושנת).
- בטון מזוין.
- טנקים על תומכים היפרבולידים.
- מיכל על מסגרות פלדה.
- מיכלי פלדה בחתך משתנה (מגדל רוז'נובסקי).
- טנקים בודדים.
לכל עבודות המים יש אותה קבוצה של אלמנטים בסיסיים, שיכולים להשתנות בהתאם לזמן הבנייה, הפרודוקטיביות הנדרשת, רמת מי התהום, המים וההקלה בסביבה. עם זאת, ישנם מספר אלמנטים מבניים חובה המשלבים את כל סוגי המבנים ההנדסיים הייחודיים הללו:
- מיכל (טנק) בנפח של עשרות עד אלפי קוב. זה עשוי מפלדה, בטון, פלסטיק וחומרים אנטי קורוזיביים אחרים. הוא מוגדר בגובה על בסיס חישוב עודף המפלס התחתון של המיכל בגובה נקודת הצריכה הגבוהה ביותר.
- גובה תומכי המאגר המהווה את "גוף" המגדל העיקרי הוא עד 25-30 מטר.זהו מבנה מונוליטי או מסגרת עשוי קורות פלדה, בטון מזוין או לבנים.
- צינור אנכי (קווי כניסה ויציאה). צינור האספקה המספק למיכל מים מותקן מהמשאבות מתחת לכיסוי העליון החיצוני של המיכל. קו פריקה (צינור בקוטר 200 מ"מ ומעלה) מחובר למערכת צריכת מים.
- בקיעת אוורור. הוא ממוקם בחלקו העליון של המיכל ונועד לשמור על לחץ במהלך סיום אספקת המים.
- ציוד משאבה. הוא ממוקם בבניין נפרד הבנוי מעל מקור אספקת מים. הוא מצויד במערכת בקרה שמפעילה מעת לעת משאבות לשאיבת מים במקרה של ירידה ברמתה.
- מערכת סינון.
עקרון הפעולה
העיקרון של תפקודו של מגדל המים הוא החוק של כלי תקשורת. תחת משקל משלו, המים מהמיכל נעקרים בצינור העוקף עד להשוואה בין הלחץ במיכל והלחץ בצנרת רשת אספקת המים של הצרכנים. אז המגדל פועל באופן הבא:
- מים ממקור אספקת מים נשאבים דרך צינור למיכל אחסון;
- מים מהמיכל בלחץ שנוצרו בגלל ההבדל בגובה המיכל ורמת אספקת המים, נכנסים לרשת אספקת המים;
- בקצב זרימה קטן המיכל מתמלא במים נכנסים למשך זמן מסוים, ואחרי שהגיע לרמה מסוימת, המשאבות נכבות על ידי האות של חיישן מיוחד. יתרה מזאת, ככל שהצרכנים צורכים, מפלס המים יורד בגלל לחץ הידרוסטטי, וכשמגיעים לערך מסוים החיישן מפעיל, המשאבות נדלקות והמחזור חוזר.
במקרה של תקלה במשאבה או הפסקת חשמל פתאומית, המים הנותרים במיכל ממשיכים לזרום ללא הפרעה לנקודות הצריכה בנפח התלוי בגודל מיכל האחסון וברמת המילוי המינימלית.
היקף היישום
מגדלים הידרוטכניים מותקנים, ככלל, במערכות אספקת מים מקומיות, לרוב בעיירות קטנות ובמתקנים חקלאיים. מתקנים אלה חסכוניים, הם מתוכננים במיוחד לעבודה בתנאים של משאבי אנרגיה מוגבלים והם הכרחיים בתחום היישום שלהם.
מגדל המים, שיצירתו ירדה בהיסטוריה כדוגמה חיה למדי של פתרונות הנדסיים אלגנטיים שהם אלגנטיים בפשטותו, כיום נותר מרכיב רלוונטי, יתר על כן, הכרחי בתשתית אספקת המים.
