Какво представлява водната кула и как работи тя

Водните кули се намират навсякъде: в крайградски селища, села, във ферми, в оранжерии, на териториите на малки предприятия. Какви са тези структури, за какво са те и как работят?

Какво е водна кула

Водната кула е хидравлична конструкция, чиято основна цел е съхранението и снабдяването с вода. Структурно това е резервоар (обикновено с цилиндрична форма), който е монтиран на определена височина от повърхността на земята; помпено оборудване; тръбопроводи. Обемът на резервоара се изчислява въз основа на размера на водоснабдяването и консумацията на вода.

Първите водни кули са построени преди няколко века. В Русия почти единственият клиент за изграждането на водонапорни кули за дълго време беше железницата, която се нуждаеше от обемни резервоари, където би било възможно да се акумулират запаси от вода за „зареждане“ на парни локомотиви. Досега на много станции можете да видите стари тухлени кули, запазени от 19 век.

Картината се променя от 1951 г., когато масовото строителство на водонапорни кули започва в провинцията, където всъщност повечето от тези структури се намират и до днес. Става дума за така наречените кули на Рожновски, чийто дизайн е разработен от инженер А.А. Рожновски през далечната 1936 година.

Това беше революционно техническо решение. Обединените икономични метални кули, които се сглобяват само за 2 - 4 дни, изпълняват своите функции, без да е необходимо зимно отопление на водата. Въз основа на дизайнерските решения на Рожновски повечето от водонапорните кули са построени на територията на нашата страна. Трябва да се добави, че инженер П.И. Земсков.

Водните кули са разположени по целия свят. Въпреки че се различават по дизайн, размер и производителност, те все пак са много сходни по дизайн и имат едни и същи функции. За това - по-нататък

Устройство и предназначение

Основните функции на водната кула

Водната кула е проектирана да регулира потока и налягането на водата във водопроводната мрежа в автономен режим. Доста прост физически принцип на действие определя развитието и широкото използване на този тип хидротехнически конструкции.

Водната кула изпълнява следните функции:

• осигуряване на водоснабдяване на потребителите;
• равномерно разпределение на водоснабдяването с едновременно включване на голям брой водопотребители; изпълняващо функцията на резервен източник на водоснабдяване.

Разновидности на водни кули

• Тухлени кули (наследствен метод).
• Железобетон.
• Резервоари на хиперболоидни опори.
• Резервоар върху рамка от стоманени рамки.
• Стоманени резервоари с променливо сечение (кули на Рожновски).
• Индивидуални резервоари.

Всички водопроводи имат един и същ набор от основни елементи, които могат да варират в зависимост от времето на строителството, необходимата производителност, нивото на подпочвените води, водата и релефа на околната зона. Независимо от това, има определен брой задължителни структурни елементи, които обединяват всички видове тези уникални инженерни конструкции:

• Резервоар (резервоар) с обем от десетки до хиляди кубически метра. Изработен е от стомана, бетон, пластмаса и други антикорозионни материали.Той се настройва на височина въз основа на котата на дъното на резервоара до височината на най-високата точка на потребление.
• Опората на резервоара, който представлява основното „тяло“ на кулата с височина до 25 - 30 метра. Това е монолитна или рамкова конструкция, изработена от стоманени греди, стоманобетон или тухли.
• Вертикален тръбопровод (входни и изходни линии). Захранващият тръбопровод, захранващ резервоара с вода, е монтиран от помпите под външния горен капак на резервоара. Изходящата линия (тръбопровод с диаметър 200 mm) е свързана с водопроводната система.
• Вентилационен люк. Намира се в горната част на резервоара и е проектиран да поддържа налягане при спиране на подаването на вода.
• Помпено оборудване. Поставен в свободно стояща конструкция, изградена над водоизточник. Оборудван със система за управление, която периодично включва помпите за изпомпване на вода в случай на спад в нивото на водата.
• Система за филтриране.

Принцип на действие

Принципът на действие на водната кула се основава на закона за комуникацията на плавателни съдове. Под собственото си тегло водата се измества от резервоара в изходната тръба, докато налягането в резервоара и налягането в тръбопроводите на водопроводната мрежа на потребителите се изравнят. И така, кулата работи по следния начин:

• вода от източник на водоснабдяване се изпомпва през тръбопровод в резервоар за съхранение;
• от резервоара водата под налягане, създадена от разликата във височината на местоположението на резервоара и нивото на водоснабдителната система, влиза във водопроводната мрежа;
• при нисък дебит резервоарът се пълни с входяща вода за определено време и след достигане на определено ниво помпите се изключват по сигнал от специален сензор. Освен това, тъй като потребителите консумират нивото на водата поради хидростатичното налягане и при достигане на определена стойност сензорът се задейства, помпите се включват и цикълът се повтаря.

В случай на повреда на помпата или внезапно прекъсване на захранването, останалата вода в резервоара продължава да тече непрекъснато до точките на потребление в обем, който зависи от размера на резервоара за съхранение и минималното му ниво на пълнене.

Обхват на приложение

Хидравличните кули обикновено се инсталират в местните водоснабдителни системи, най-често в малките градове и селскостопанските съоръжения. Тези структури са икономични, те са специално проектирани да работят в условия на ограничени енергийни ресурси и са незаменими в областта на тяхното приложение.

Водната кула, чието създаване остана в историята като доста ярък пример за елегантни в своята простота инженерни решения, днес остава доста актуална, освен това необходим елемент от инфраструктурата за водоснабдяване.