排水管系中的水气流动规律课件.ppt

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1、,第3章建筑内部排水系统,3.3排水管系中的水、气流动规律,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.1 建筑内部排水流动特征,由于污废水中可能含有各种固体杂质，管道内实际上是气、水、固体三相流动。一般情况下固体杂质所占的排水体积比较小，为简化分析，可认为排水管道内为气、水两相流动。而且建筑物内各个卫生器具排放污水的时间是随机的，因此建筑内部排水管道中的水流现象比较复杂，排水管系统的主要特点如下：,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.1 建筑内部排水流动特征,水量变化大各种卫生器具排放污水的状况不同，但一般规律是排水历时短，瞬间流量大，流量变化幅度大，高峰流量时可能充满整个管道断面。管道不是

2、始终充满水，流量时有时无，时小时大。在大部分时间内管道中可能没有水或者只有很小的流量。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.1 建筑内部排水流动特征,气压变化幅度大当卫生器具不排水时，排水管道中是气体，通过通气管与大气相联通.当卫生器具排水时，如瞬间排水量比较大，管道内的气压会有较大幅度的变化。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.1 建筑内部排水流动特征,水流速度变化大建筑内部污水排放的过程中，水流方向和速度大小都发生改变，而且变化幅度很大。,污水排放顺序:从卫生器具 横支管 由横支管 排水立管 由立管 排水横干管 室外,立管最底部水流进入排水横干管时，水流突然改变方向，速度骤然减小

3、，同时发生气水分离。,横管与立管交替连接 水流由横管流入立管中时，水流在重力作用下加速下降，气水混合。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.1 建筑内部排水流动特征,事故危害大室内污、废水中含有部分固体杂质，容易使管道排水不畅，堵塞管道，造成污水外溢，污水通过卫生器具或地漏溢出，污染室内环境；另一方面，管道内排水不畅或气压波动时，有毒有害气体可能排入室内，将使室内空气恶化，直接危害人体健康，危害比较大。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.1 建筑内部排水流动特征,由于排水管系的水流运动很不稳定，压力变化大，排水管中的水流物理现象对于排水管的正常工作影响很大。为了合理的设计室内排水管道

4、系统，既要保证排水系统的安全运行，又要尽量使管线短、管径小、造价低，需要对建筑内部的排水管道中的水气流动现象进行认真的研究，以保证设计合理、运行正常。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.2 水封的作用及其破坏,水封的作用 利用弯管内存有一定高度的水，所形成 的静水压力抵抗排水管内气压变化，以防止 排水管内有害气体进入室内的措施。水封通常由存水弯来实现 常用的管式存水弯有：P形和S形两种 存水弯中的水柱高度h 称为水封高度。存水弯靠排水本身的水流来达到自净作用。,P形,S形,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.2 水封的作用及其破坏,建筑内部各种卫生器具的水封高度一般为50100mm。

5、水封高度过大：抵抗管道内压力波动的能力强，但自净作用减小，水中的固体杂质不易顺利排入排水横管。水封高度过小：固体杂质不易沉积，但抵抗管内压力变化的能力差。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.2 水封的作用及其破坏,水封破坏排水系统中水封是比较薄弱的环节，常常因静态和动态原因造成存水弯内水封高度减小，不足以抵抗管道内允许的压力变化值时（25mmH2O），管道内气体进入室内的现象叫水封破坏。在一个排水系统中，只要有一个水封被破坏，整个系统的平衡就被打破。,FLASH:水封破坏的动态演示 点击播放,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.2 水封的作用及其破坏,水封的破坏与存水弯内水量损失有关

6、。水封水量损失越多，水封高度越小，抵抗管内压力波动的能力越弱。水封水量损失的主要有以下三个原因：自虹吸损失诱导虹吸损失静态损失,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,横管内水流能量竖直下落的污水具有较大的动能，进人横管后，由于改变流动方向，流速减小，转化为具有一定水深的横向流动，其能量转换关系式为：式中v0 竖直下落末端水流速度，m/s；he 横管断面水深，m；v 水深为he时的水流速度，m/s；K 与立管和横管间连接形式有关的能量损失系数。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,水流状态根据实验研究，污水由竖直下落进入横管后，横管中的水流状态可分为

7、急流段、水跃及跃后段、逐渐衰减段。急流段水流速度大，水深较浅，冲刷能力强。急流段末端由于管壁阻力使流速减小，水深增加形成水跃。,横管内水流状态示意图,在水流继续向前运动的过程中，由于管壁阻力，能量逐渐减小，水深逐渐减小，趋于均匀流。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,管内压力竖直下落的大量污水进入横管形成水跃，管内水位骤然上升，以至于充满整个管道断面，使水流中挟带的气体不能自由流动，短时间内横管中压力突然增加。()横支管内压力变化排水横支管内压力的变化与排水横支管的位置（立管的上部还是下部）和是否还有其他横支管同时排水有关。分三种情况分析横支管连接 A、B、C三个卫生

8、器具，中间卫生器具B突然排水时，横支管内压力的变化情况。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,下图为立管内没有其他排水情况下，横支管内流态和压力变化示意图。排水横支管承接各卫生器具的排水，直接与各个卫生器具的器具排水管连接。以横支管接三个坐式大便器为例，分析当卫生器具排水时，横支管内压力变化情况。,可能出现正压喷溅,可能出现负压抽吸,横支管内的压力变化图,D C B A,D C B A,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,当中间卫生器具B 排水时，瞬间形成大流量，水流进入排水横支管时，呈八字形向两侧流动，在其前后管内形成水跃，并有可能在局部、短时

9、间内充满管道。AB 和BC 段内气体受到压缩，管道内形成正压，从而使卫生器具A 和B 的存水弯中的水面上升，见横支管内的压力变化图(a)，这种管内局部形成正压，使存水弯中的水面上升的现象为回压，如果压力波动较大，还可能出现正压喷溅，引起水封破坏。随着卫生器具B 的排水量减少，横支管中的水流在管道坡度的作用下，向D 点作单向流动，A 点处形成负压抽吸，存水弯中的水面下降，见横支管内的压力变化图(b）。,有其他排水时上部横支管的流态与压力变化,排水初期 排水末期,D C B A,D C B A,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,如B 点流量比较大，水流充满整个管道断面，向

10、D 点流动，在C 点处也可能形成负压抽吸，造成C 点存水弯水面下降；另外如果此时立管上还有其他卫生器具排水，大量水流沿立管下降，把D 点封闭，则AB 段和BC 段内的气体都不能自由流动,污水下落的速度比较快，动能大，压力降低，则可能导致横支管上连接的存水弯产生负压抽吸。负压抽吸和正压喷溅现象都是由于管道内的压力变化引起的，都有可能造成水封被破坏。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,卫生器具排水特点：历时短、流速大、来势猛，形成冲激流。由于：生活污水排水管道设计有足够的充满度，可容纳形成冲激流时的高峰负荷，并且水流速度大，一般不会从卫生器具存水弯冒水；同时冲激流对横支管

11、中的沉积物具有很强的冲刷作用，可将固体杂质随污水一起从管道中排除，有利于横支管排水。因卫生器具距横支管的高差较小（小于1.5m）污水在B 点的动能小，形成的水跃低。所以排水横支管自身排水造成的排水横支管内的压力波动不大。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,管内压力()横干管中的水流现象由于：横干管在立管和室外排水检查井之间，接纳的卫生器具多，存在着多个卫生器具同时排水的可能性。室内污水的排放特点是：时间短、高流量，因而流速大、能量大。现象：当立管排水量过大时，在立管与横干管连接的拐弯处，形成水跃，产生冲激流。混掺在水流中的气体受阻，不能自由流动，在短时间内受到强烈压缩

12、，使该处管道内压力急剧增大，形成正压区，造成回压。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,管内压力()横干管中的水流现象在立管与横干管连接处的水平管段上产生的回压现象，有时能使污水从底层卫生器具的存水弯中喷溅出来，冲击流过后，卫生器具的水封可能被破坏。,为了避免底部横干管中的压力变化对卫生器具的存水弯水封的破坏作用，首层卫生器具的排水单独排放。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,排水系统没有通气立管时，在设计中规定：最底层横支管与地下横干管中心线的间距应有一个最小高度H。否则最底层或排水立管的汇 合层的横支管要单独排放。仅设置伸顶通气管时，最低

13、排水横支管与立管连接处距 排水立管的管底垂直距离，不得小于下表中规定,H,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.3 横管内水流状态,最低排水横支管与立管连接处距排水立管的管底垂直距离 从上表中可以看出：高层建筑中的底层排水横支管一般都要单独排放。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,排水立管水流特点：()断续的非均匀流；()水气两相流；()管内压力变化大。,排水立管和横干管内压力分布示意图点击查看,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,水流流动状态部分充满水的排水立管中，水流运动状态的影响因素：排水量、管径、水质、管壁粗糙度、横支管与立管连接处的

14、几何形状、立管高度及同时向立管排水的横支管数目 排水量和管径是主要因素（通常用充水率表示）。充水率：指水流断面积 At 与管道断面积 Aj 的比值。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,水流流动状态实验研究发现：单一横支管排水，立管上端开口通大气，立管下端经排出横干管接室外检查井通大气的情况下，随着流量不断增加，立管中水流状态主要经过：,附壁螺旋流、水膜流和水塞流 三个阶段。,排水立管水流状态图点击查看,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,()附壁螺旋流由于排水立管的管道内壁粗糙，水流对管壁的附着力大于液体分子之间的内聚力，因此当排水量比较小时，

15、水流不能以水团的形式脱离管壁坠落，而是沿着管壁向下流动，由于管壁的粗糙对水流的摩擦阻力作用，水流是沿着管壁呈螺旋形向下加速流动的，因螺旋运动产生离心力，使水流密实，气液界面清晰，水流挟气现象不明显。其结果是：螺旋流状态下，水流没有充满整个管道断面，管道中心气流正常，水流下降时，不影响立管中的气压变化，管内气压稳定。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,()立管排水量增大薄膜流排水量进一步增加，空气阻力和管壁的摩擦力共同作用，水量增大到足够覆盖住管壁时，水流由螺旋形向下运动变成沿着管壁呈有一定厚度的薄膜状，加速向下运动。此时水流没有离心力作用，只受水流重力和管壁摩擦阻力影

16、响。气水界面不明显，水流向下运动时有挟气现象。此时排水量较小，管道中间的气流仍然可以正常流动，立管中的气压变化不大。这种状态历时比较短。薄膜流状态时，水流的断面积与管道断面积的比值，一般小于四分之一。随着流量进一步增加，水流的断面积增大，很快就过渡到下一个状态。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,()等速水膜流随着水流下降速度的进一步增加，空气阻力和管道壁面摩擦力共同作用，水流沿管壁下落，形成有一定厚度带有横向隔膜的附壁环状水膜流。上部横向隔膜和附壁环状水膜流一起向下运动，但两者的运动方式不同。环状水膜流形成以后比较稳定，水膜下降速度与水膜的厚度近似的成正比。,3.3

17、排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,()等速水膜流当水膜向下运动时，受到向上的管壁的摩擦力与向下的重力。两者平衡时，水膜向下运动的加速度为零，即水膜的下降速度不再变化，一直以该速度下降到立管底部不再变化，水膜的厚度基本上也不再变化。这一状态为等速水膜流状态，此时的水膜速度为终限速度，从排水横支管水流入口处至终限速度形成处的高度称为终限长度。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,横向隔膜不稳定，向下运动时，隔膜下部的管内压力增加，但压力增加值小于245 Pa（根据实验，水封不被破坏的控制压力变化范围是245Pa），管内气体将横向隔膜冲破，管内压力恢复正常

18、。在水流继续下降的过程中，又形成新的横向隔膜。横向隔膜的形成和破坏在水流下降的过程中交替进行，导致立管内的压力有波动。在没有设置专用通气管的排水立管中，处于等速水膜流状态时，水流的断面积一般占管道断面积的1/31/4之间，这一阶段，立管内的压力在一定的范围内波动，排水立管中心部分，气流仍然可以流动，此时立管的通水能力最大。管中气压的变化达到了临界状态，但未达到破坏横支管上的卫生器具的水封程度。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,()水塞流 当排水量继续增加，沿管壁的薄膜厚度逐渐加厚，当水膜断面与立管断面之比大于1/3 时，横向隔膜的形成与破坏越来越频繁，水膜厚度不断增

19、加，当隔膜下部的压力不能冲破隔膜时，即形成较稳定的水塞流。水塞在立管中下落是有压力的等加速运动，随着水塞的下落，管中的气压发生激烈变化，水塞下面排气不畅，形成正压，水塞上面补气不足，被抽吸而形成负压。当管内压力波动大于245Pa 时，会形成正压喷溅或负压抽吸而破坏水封，导致排水管道系统不能正常工作。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,综上所述，在水塞没有形成之前，水膜流动或薄膜流动时，由于水流在下落过程中携带了部分气体，水膜的厚度也不可能完全不变，所以管内气体的容积是变化的，则管内气压也是变化的，但是这种变化波动较小，对横支管上的卫生器具的水封影响不大。水塞形成以后，

20、管内的气压的波动剧烈对水封造成比较大的影响。因此为保证排水系统的安全可靠和经济合理，排水立管设计流量的负荷极限值（允许设计流量）是按立管内的水流状态控制在等速水膜流状态，在保证系统安全的条件下，通水能力最大的状态而确定的。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,水膜流运动的力学分析 为确定水膜流阶段 排水立管在允许的压力波动范围内最大允许排水能力，给室内排水立管的设计提供理论依据，应对立管中水膜流运动进行力学分析，找出终限流速、终限长度与排水能力，管径等相互的关系。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,排水立管中水膜可以近似看作一个中空的圆柱状物体

21、。脱离体（水膜流体）在变加速下降过程中受到向下重力和向上的管壁摩擦力的作用。在排水立管的等速水膜流中取一长度为L 的分离体进行分析，水膜流在下降过程中，重力与管壁的摩擦阻力达到相平衡的状态，合力为零。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,根据牛顿第二定律：,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,式中m 在时间间隔内通过断面水流的质量，kg；W 水流重力，N；P 水膜表面摩擦力，N；Q 立管中下落水流的流量，m3/s；水的密度，kg/m3；t 时间，s；g 重力加速度，m/s2；水流与管壁的切应力，N/m2；dj 立管内径，m；L分离体的长度即中空圆

22、柱水膜体的单元长度，m。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,在紊流状态下：,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,式中 沿程阻力系数，值的大小与管壁粗糙高度Kp，m和水膜厚度m有关；Kp管壁粗糙高度，m；e 水膜厚度，m；u 分离体下降速度，m/s。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,令u=l/t，整理后得：当水流下落达到动态平衡时，即du/dt=0 时，此时的水流下降速度为终限速度（ut），水膜厚度为et，流量为Qt。则终限速度为：,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,在终限流速ut时的水膜厚度

23、et可按下述关系求得,此时的流量为：忽略et2，则上式为：,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.4 立管中水流状态,终限速度与流量、管径和管壁粗糙高度之间的关系：式中 ut 终限速度，m/s；Kp 管壁粗糙高度，m；Qt 终限流速时的流量，m3/s；dj 管道内径，m。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,立管的最大排水能力排水管道的最大排水能力，应根据水膜流状态时的立管过流能力进行计算。即：水膜流状态的流量是立管允许通过的流量的上限。在水膜流状态，当达到终限流速时，水量下降流速和水膜厚度保持不变，则立管排水量可用以下公式计算：,3.3排水管系中的水、

24、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,式中Qt 终限速度时立管排水量，m3/s；ut 终限速度，m/s；At终限流速时的过水断面面积，m2。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,在实际应用中水膜厚度et不易测定，用过水断面面积At与管道断面面积Aj的比值来代替，令do=dj-2et，则有：,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,终限速度和终限长度：,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,由于管道材料和制造技术不同，管道的粗糙度Kp不均匀，工程中计算采用“当量粗糙度”概念。

25、,常见的室内排水管道当量粗糙度Kp 值见当量粗糙高度值表。,当量粗糙度：与实际管道的沿程阻力系数 值相等的同直径人工粗糙管的粗糙高度Kp。,不同管径时的水膜厚度有专用通气管的系统中，水膜流状态下，水流充满整个管道断面时=1/41/3，代入et计算式，可求出不同管径时的水膜厚度，见水膜流状态时水膜厚度表。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,当量粗糙高度值水膜流状态时水膜厚度,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,在选定管径后，又知At/Aj值，从上表可查得相应的 et值，代入计算公式，即可得到排水立管呈水膜流时的流量和终

26、限流速，见排水管里水膜流时的流量和终限流速表。,排水管里水膜流时的流量和终限流速,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.5 排水立管在水膜流时的通水能力,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,影响排水立管内部压力的因素空气在两个断面上的能量方程为：,普通单立管系统，水流由横支管进入立管，在立管中呈水膜流状态挟气向下流动，空气从伸顶通气管顶端补入。选取立管顶部空气入口处为基准面(00)，另一断面(11)选在排水横支管下最大负压形成处。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,水舌是水流在冲激流状态下，由横支管进入立管

27、下落，在横支管与立管连接部短时间内形成的水力学现象。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,它沿进水流动方向充塞立管断面，同时，水舌两侧有两个气孔作为空气流动通路。这两个气孔的断面远比水舌上方立管内的气流断面积小，在水流的作用下，向下流动的空气通过水舌时，造成空气能量的局部损失。在排水立管管径一定的条件下，水舌局部阻力系数K 与排水量大小，横支管与立管连接处的几何形状有关。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,式中P1立管内最大负压值，Pa；空气密度，kg/m3；Kp管壁粗糙高度，m；Q排水流量，m3/s；dj管

28、道内径，m；空气阻力系数。,立管内最大负压值,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,由上式可以看出，立管内最大负压值的大小：与排水立管内壁粗糙高度和管径成反比；与排水流量、终限流速以及空气总阻力系数成正比。空气总阻力系数中，水舌阻力系数K 值最大，是的几十倍，其他几项都很小。但是，当排水立管不伸顶通气时，局部阻力，排水时造成的负压很大，水封极易破坏，因此对不通气系统的最大通水能力作了严格的限制，参见排水立管最大排水能力表。,排水立管最大排水能力表点击查看,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,稳定立管内压力和增大通

29、水能力的措施排水系统设计中，在保证水封不被破坏的前提条件下，最大限度的提高排水立管的通水能力，即达到了经济和安全的目的。而防止水封破坏和尽量提高排水立管的通水能力，都与立管内压力变化有关，稳定管道内的压力，提高立管的排水能力，可以从以下几个方面入手：减小水流的下降速度当管道材料、管径一定时，终限速度对管道内的压力影响很大。在排水立管中采取一些阻挡消能措施，减小水流的下降速度，一方面可以减小立管内的负压，防止水封破坏，另一方面，可以增大水膜厚度，增大通水能力。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,()增加管道内壁粗糙度，使水膜与管壁之间的阻力增加，以减小

30、水流下降速度。()立管上隔一定距离设置乙字弯，有实验表明，乙字弯消能可以减小速度50%左右。()利用横支管与立管连接处的特殊构造，发生溅水现象，使下落的水流与空气混合，形成水沫状水气混合物，以减小水流下降速度，如苏维脱排水系统、高奇马排水系统等特殊单立管排水系统，在接口处采用特殊配件，可以起到上述作用。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,()横管接入立管的三通或四通等管件采用侧向进水型管件，使横支管排出的水流沿切线方向进入立管，在重力与离心力的共同作用下，沿管壁旋流而下，可水流垂直方向的下落速度大幅度降低，,有实验表明：进入立管的水流与水平方向成60

31、角时，下降速度减小15%，空气阻力减小30%；水流与水平方向成45角时，下降速度减小30%，空气阻力减小45%。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,减小水舌局部阻力系数 水舌现象是水流在冲激流状态下，由横支管进入立管下落，在横支管与立管的连接处形成的水力学现象，水舌沿着进水的流动方向充塞立管断面，同时水舌两侧有两个气孔作为空气流动通路口这两个气孔的断面远比水舌上方立管的气流断面积小，立管中的空气流动，通过水舌时，造成空气能量局部的损失比较大，形成的局部的负压区。为保证立管内的空气畅通，应尽量降低横支管与立管连接处的水舌局部阻力系数，水舌阻力系数与排水

32、量大小，横支管与立管连接处的几何形状有关。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,适用于：立管靠墙敷设；排水横支管单向与排水立管连接；排水横支管双向与排水立管连接；排水横支管三面侧向与排水横支管；同层生活污水横支管与生活废水横支管在不同高度与立管连接的情况。,(a)混合器（混流器）,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,适用于：立管不靠墙敷设；排水横支管单向与排水立管连接；排水横支管双向与排水立管连接；排水横支管三向与排水立管连接；排水横支管四向对称与排水立管连接。,(b)环流器（芯型接头）,3.3排水管系中的水、

33、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,适用于：排水立管不靠墙敷设，单向、双向、三向或四向横支管，在非同一水平轴向与排水立管连接时。,(c)环旋器,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,适用于：排水立管靠墙角敷设，排水横支管数量在三根及三根以下，且不从侧向与排水立管连接时。,(d)侧流器,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,下部特殊配件,跑气器,角笛式弯头,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,下部特殊配件,大曲率导向弯头,带跑气器角笛弯头,3.3排水管系中

34、的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,可以通过改变水舌形状或向负压区补充空气，不经过水舌两种途径来实现。()在横支管与立管连接处的立管内设置挡板，使横支管排出的水流被挡板挡住，不会射到立管对面形成水舌，从而使阻力减小。()在正三通内加设侧向挡板，实验表明，如与不加挡板的三通比较，最大压力可以下降60%，抽气量可以减少68%，可以使水舌阻力系数下降。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,()在立管内壁设置有一定凸起的螺旋线导流线，或在立管与横支管连接处管件下方设置导流叶片，使水流沿螺旋线旋转下降，从而可以使立管中心保持气流通畅，避

35、免形成水舌。采用偏三通、斜三通或异径三通，使水流沿立管的切方向流入，也可以形成螺旋流，避免水舌现象。()在横支管上设置单路进气阀，单路进气阀是用优质塑料和橡胶加工的只进气不出气的通气阀，灵敏度比较高。当某一支管排水时，立管内形成负压。其他支管上的进气阀打开补气，不经过水舌补气，则水舌的阻力系数近似为零。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,增加立管内的空气流通稳定立管压力增大立管通水能力的一个重要措施是：设置通气管系统与大气相通，以泄放正压或补给空气减小负压，使管内气流保持接近大气压力，以保证立管内的空气流通，增大立管的排水能力。合理设置通气管不但能保

36、护卫生器具的水封，同时通气管系统还有排除排水管道中的有害气体的作用。专用通气管见下图：,单立管 双立管,通气立管,通气立管,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,设有通气管系的铸铁排水立管最大排水能力,从下面的三个表中的数据可以看出：通气立管对于提高立管的排水能力作用很大，设置专用通气立管可使立管排水能力提高一倍或一倍以上。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,设有通气管系的塑料排水立管最大排水能力注：排水管径管为100mm的塑料管外径为110mm，排水管径管为150mm的塑料管外径为160mm。,3.3排水管系

37、中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,不通气的排水立管的最大排水能力,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,如排水管工作高度在表中的两个高度数值之间时，可用内插法求得排水立管的最大排水能力数值。关于各种立管的最大排水能力规范中都有详细的规定，规范中的数据是参阅了美国、日本、英国、前苏联的规范资料，以及对我国北京前三门的建筑中的100mm 的立管进行的大量的测试数据。经分析，规范中规定的无专用通气管的临界流量值与国外的规范以及测试资料基本上是吻合的。设置了通气管道系统的排水能力主要参考了国外的数据。不通气的排水立管的最大排水能力是

38、参考了前苏联的有关规定而制定的。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,通气管与排水立管的组合可以有不同的方式，如下页图所示。多层建筑：卫生器具数量比较少时，可以不设置通气管；单立管系统：伸顶通气管、设置气水分离器、气水混合器、环流器等特制配件的单立管；双立管系统：排水立管与专用通气管并列设置；三立管系统：两根排水立管共用一根通气立管。,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,排水立管的组合方式,无通气管伸顶通气管,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,排水立管的组合方式,特制配件单立管,3.3排水管系中的水、气流动规律3.3.6 影响立管内压力波动因素及防止措施,双立管三立管,下一节:3.4 排水系统选择与管道布置敷设,普通伸顶通气单立管排水系统中压力分布示意图,排水立管水流状态图,