1
Capitolul 1
ECHILIBRUL HIDROSTATIC
1.1 NOTIUNEA DE PRESIUNE.
CARACTERUL SCALAR AL ACESTEI MARIMI
Intr-un sistem de mase, izolat intr-un fel oarecare de alt sistem de mase, actioneaza
doua feluri de forte : forte interioare si forte exterioare. Pentru ca acest sistem sa fie in
echilibru trebuie ca suma tuturor acestor forte sa fie zero. Intrucat fortele interioare sunt
doua cate doua egale si opuse, inseamna ca echilibrul este asigurat cand suma fortelor
exterioare este zero.
In general, fortele interioare (de legatura) sunt fie de natura unor forte elastice de
compresiune sau intindere (normale la suprfata), fie forte de (frecare tangente la
suprafata). Raportul dintre forta si suprafata corespunzatoare poarta numele de tensiune
sau efort.
Pentru a studia starea de tensiune din interiorul unui fluid, deci pentru a cunoaste
natura fortelor interioare, vom incerca sa le transformam in forte exterioare. Fie o masa m
de fluid, in interiorul careia fortele moleculare sunt doua cate doua egale si opuse
(fig.1.1).
Sectionand masa m in doua parti, I si II, toate fortele din domeniul II care
actioneaza in sectiunea S asupra particulelor domeniului I si care pana acum erau forte
interioare, devin pentru domeniul I forte exterioare. Deci se poate neglija domeniul II, cu
conditia de a-l inlocui cu forta F, care reprezinta actiunea lui asupra masei 1m . Aceasta
forta F, raportata la marimea suprafetei S, reprezinta tensiunea sau efortul interior, avand
dimensiunea 21TML . Starea de tensiune din interiorul unui fluid in echilibru este
caracterizata numai prin eforturi normale. Daca forta ar avea alta orientare, ar admite o
componenta tangentiala care ar scoate fluidul din echilibru. In cazul fluidelor, eforturile
interioare sunt compresiuni si poarta numele de presiuni.
In cele ce urmeaza se va arata ca presiunea intr-un punc in interiorul unui fluid
este o marime scalara.
Fie o particula elementara de forma unui tetraedru, avand laturile dx, dy, si dz,
dirijate dupa directia celor trei axe de coordonat ale unui sistem trirectangular , ales
arbitrar.
Actiunea fluidului inconjurator di care s-a desprins aceasta particula se manifesta
prin forte superficiale (de contact), normale la cele patru fete ale tetraedului si dirijate in
sensul compresiunilor (fig. 1.2).
Considerand ca presiunea p,este o marime vectoriala, yx pp , si zp fiind
componentele ei dupa cele trei directii, se pot scrie fortele superficiale reprezentate in
figura:
- dupa directia ox, normala la suprafata CMB: ;2
dydzp x
- dupa directia oy, normala la suprafata AMC: ;2
dxdzp y
2
- dupa directia oz, normala la suprafata ABC: pds. In afara fortelor superficiale, actioneaza asupra particulei forte masice
(proportionale cu masa tetraedului de fluid, 6
dxdydz ) provenite dintr-un camp de forte,
cum ar fi campul gravitational, un camp magnetic, electric etc.
Notand cu f acceleratia fortelor masice, ale carei proiectii pe cele trei axe sunt
zyx fff ,, se pot scrie trei proiectii ale ec de echilibru sub forma :
,06
cos2
;06
cos2
;06
cos2
dxdydzfpdS
dxdyp
dxdydzfpdS
dxdzp
dxdydzfpdS
dydzp
zz
yy
xx
(1.1)
unde ,, sunt unghiurile pe care le inchide directia lui p cu cele trei axe de
coordinate. Dar :
d2
cosdydz
S ; d2
cosdxdz
S ; d2
cosdxdy
S .
Cu acestea, ecuatiile (1.1) devin :
.03
;03
;03
dzfpp
dyfpp
dxfpp
zz
yy
xx
(1.2)
3
La limita, tetraedul se reduce la un punct, M, facand dx=dy=dz=0. Rezulta :
pppp zyx , deci presiunea are aceeasi valoare dupa toate directiile; distributia ei
in jurul unui punct este sferica. S-a demonstrate astfel ca presiunea este o marime scalara.
1.2 ECUATIILE FUNDAMENTALE ALE HIDROSTATICII
Pentru a stabilii ecuatiile de echilibru ale fluidelor se detaseaza din masa de fluid o particular infinit mica, avandforma unui paralelipiped ABCDEFGH (fig 1.3). Muchiile
paralelipipedului , dx, dy, dz, sunt paralele cu axele unui sistem trirectangular:
Particula se gaseste in echilibru sub
actiunea fortelor superficiale (de contact) si
masice. Presiunea fiind o functie de
coordonatele punctului, se poate admite ca in
infinitul mic ea variaza liniar cu deplasarea.
Considerand ca in centrul M al volumului
elementar presiunea este p, valoarea ei pe fata
din stanga ABCD a paralelipipedului este
2
dx
x
pp . Fortele superficiale se obtin
inmultind presiunea cu elemental de suprefata
pe care actioneaza. Ele sunt marcate pe figura
1.3, pentru toate cele sase fete ale
paralelipipedului. Fortele masice se exprima
prin produsul masa acceleratia fortelor
masice f
.
Ecuatia echilibrului hydrostatic proiectata dupa directia ox se poate scrie:
022
dxdydzfdydzdx
x
ppdydz
dx
x
pp x (1.3)
sau, dupa efectuarea calculelor
01
x
pf x .
Din conditia de echilibru scrisa pentru celelalte doua directii rezulta alte doua
relatii similare, deci echilibru hidrostatic se exprima prin sistemul cunoscut sub
denumirea de ecuatiile lui euler din hidrostatica:
,01
;01
;01
z
pf
y
pf
x
pf
z
y
x
(1.4)
4
Sau sub forma vectoriala
1
f
grad .0p (1.5)
1.3. INTEGRAREA ECUATIILOR EULER INTR-UN CAMP DE
FORTE NASICE CONSERVATIVE
Pentru integrarea sistemului (1.4) se inmultesc ecuatiile sistemului cu dx, respective dy,dz si se insumeaza. Se obtine :
.111
dzz
pdy
y
pdx
x
pdzfdyfdxf zyx (1.6)
Considerand =const (fluide incompresibile), membrul II al ecuatiei este egal cu
,dp dp fiind diferentiala totala a functiei p. Ecuatia (1.6) se poate integra in conditiile
in care si membrul I al ecuatiei este o diferentiala totala. Conditia aceasta este indeplinita
cand fortele masice deriva dintr-un potential. Fie energia potentiala a campului fortelor
masice.
Intr-un limbaj mathematic, daca o forta f
deriva dintr-un potential se poate scrie :
;x
f z y
f y ; z
f z sau .gradf
(1.7)
In aceasta ipoteza ecuatia (1.6) devine :
.0dp
(1.8)
Rezulta ecuatia fundamentala a hidrostaticii sub forma :
.constp
(1.9)
1.3.1 INTERPRETAREA ECUATIEI FUNDAMENTALE A
HIDROSTATICII CONSECINTE ALE EI
1. In interiorul unui fluid exista suprafete pe care presiunea este constanta
(suprafete izobare).
In ecuatia (1.9), in cazul fluidelor incompresibile p=const atrage dupa sine
=const, deci suprafetele de presiune constanta sunt in acelasi tim suprafete echipotentiale.
2. De asemenea, se poate vedea ca presiunea creste in sensul in care potentialul
creste.
3. Intr-un fluid in edhilibru, suprafetele sunt izoterme. Aceasta, deoarece masa
specifica nu depinde decat de presiune si temperatura. Cum masa specifica si presiunea sunt constante pe o suprafata echipotentiala , rezulta ca si t=const.
4. Admitand ipoteza fortelor masice conservative (conditiile 1.9), prin definitie
forta f
este normala la suprafata echipotentiala (=const) in punctual considerat si este
dirijata spre potentialele descrescatoare (fig 1.4).
5
5. Suprafetele echipotentiale nu se pot intersecta.
Intr-adevar, presupunand ca doua suprafete echipotentiale
au un punct comun , A (fig. 1.5), in acest punct presiunea
ar avea simultan doua valori. Acest lucru nu este posibil
deoarece presiunea intr-un punct are o singura valoare
care depinde de coordonatele punctului.
6. Suprafata de separatie dintre doua medii fluide
nemisibile, de densitati diferite, este o suprafata
echipotentiala. Pentru a demonstra acest lucru, se
considera o suprafata de separatie intre doua medii fluide
de densitati ,1 respectiv 2 (fig.1.6). A si B fiind doua puncte diferite ale acestei
suprafete, exista intre ele do diferenta de presiune dp care se poate exprima, conform
relatiei (1.8), prin dp= d1 , in ipoteza ca cele doua puncte apartin mediului 1. In
acelasi timp, considerand ca cele doua puncte apartin mediului 2, se poate scrie
d dp 2 .
Facand diferenta celor doua ecuatii se obtine :
d 021 (1.10)
Dar cum 21 rezulta ca d=0, deci suprafata de separatie dintre cele doua medii este
o suprafata echipotentiala si in consecinta izobara.
7. Daca fortele masice sunt foarte mici comparative cu dortele datorita presiunilor,
se poate considera 0zyx fff . Din (1.4) rezulta :
0x
p; 0
y
p; 0
z
p. (1.11)
Deci presiunea este aceeasi in toata masa fluidului. Acesta este principiul lui Pascal, care
spune ca daca se exercita di exterior o presiune supra unei mase de fluid, acesta se
transmite integral in toata masa fluidului.
Pe acest principiu functioneaza cateva masini hidrostatice simple : presa
hidraulica, acumulatorul hidrauluic, circul hidraulic etc.
6
1.4 INTEGRAREA ECUATIILOR LUI EULER
1.4.1 Ecuatia presiunii in campul gravitational
Ecuatia (1.9) exprima echilibrul fluidelor in orice camp potential de forte. Pentru a
studia distributia presiunilor in masa unui fluid sub actiunea campului gravitational, va
trebui sa se determine functia potentiala in acest caz particular. Intr-un domeniu restrans in care acceleratia gravitationala poate fi considerate
constanta si dirijata dupa verticala (paralela cu axa OZ) (fig.1.7), componentele fortelor
masice sunt :
x
f x 0 ; y
f y 0 ; z
f z 0 .
Functia potentiala in acest caz se edtermina din :
d dzz
gdz,
de unde :
=gz+const. (1.12) Ecuatia presiunii devine in acest caz :
constgzp
(1.13)
si exprima faptul ca energia specifica (pe unitatea de masa) este constanta intr-un
domeniu fluid in echilibru. Aceasta energie specifica poate sa apara sub forma de
presiune ( termenul p ) si sub forma de pozitie ( termenul gz).
Ecuatia (1.13) se mai poate scrie sub forma :
constzp
, (1.14)
unde fiecare termen reprezinta o energie specific ape unitatea de greutate.
In campul gravitational suprafetele de presiune constanta sunt plane orizontale :
z=const (relatia 1.13). fata libera a lichidului care este o suprafata echipotentiala, deci de
presiune constanta, esta tot un plan orizontal. Planele de presiune constanta se numesc
plane de nivel.
Din ecuatia (1.13) se vede ca energia de pozitie a fluidului gz scade pe masura ce
preiune creste.
Pentru a determina constanta din relatia (1.13), se considera un rezervor
continanad un lichid in echilibru (fig. 1.8).
7
Ecuatia presiunii pentru planul de nivel N-N definit de z=const. este
constgzpN . La fata libera a lichidului ( .0 constz ) unde presiunea este
.00 constgzp Din diferenta celor doua relatii rezulta :
ghzzgppN )( 0
0
sau
.0 ghppN (1.15)
Relatia (1.15) cunoscuta sub denumirea de ecuatia presiunii in campul
gravitational, exprima presiunea Np dintr-un plan de nivel inferior in functie de
presiunea 0p de la suprafata libera a lichidului, distanta dintre cele doua plane fiind h.
De asemenea, se poate exprima presiunea dintr-un plan de nivel inferior in functie
de de presiunea dintr-un plan de nivel superior, cum este cazul din figura 2.9 suprefetele
de separatie dintre doua lichide fiind plane de presiune constanta. Aplicand succesiv
ecuatia preiunii in plane de nivel 2211 , NNNN si 33 NN se poate scrie :
3322113 ghghghpp o
Sau presiunea relative in planul de nivel 33 NN :
.33221103 ghghghpp (1.16)
In partea dreapta a figurii s-a reprezentat curba ABCD de distributie a presiunilor
pe verticala. Presiunea este proportionala cu adancimea, factorul de proportionalitate
fiind g. Astfel, segmental EB cuprins intre verticala care trece prin A si curba ABCD este
egal cu 11gh . Punctele B si C sunt puncte de discontinuitate deoarece in dreptul lor
legea de variatie se schimba.
In figura 2.10 planul de nivel N-N definit de suprafata de separatie dintre cele doua
lichide de densitati diferite ( 1 si 2 ) se prelungesc si in vasul din stanga, unde se poate
scrie 110 ghppN . In vasul din dreapta : 220 ghppN . Din egalarea celor doua
ecuatii rezulta :
2211 hh . (2.17)
8
1.5 INTEGRAREA ECUATIILOR EULER IN ALTE CAMPURI DE
FORTE. PROBLEMA ECHILIBRULUI REACTIV
Pentru problemele studiate pana in present s-a presupus existenta unui camp
demase uniform, campul gravitational, cu vectorul acceleratie avand peste tot aceeasi
directie si marime. Exista desigur si alte campuri de forte masice sub actiunea carora un
lichid isi pastreaza pozitia de echilibru. Din interpretarea ecuatiei presiunii intr-un camp
de forte masice conservative, s-a constatat ca forta aplicata masei este perpendicular ape
suprafata izobara care trece prin punctual considerat si presiunea creste in sensul in care
potential;ul descreste.
In continuare se trateaza problema echilibrului relative, care se incadreaza intr-un
mod oarecum particular in problema echilibrului hydrostatic.
Este vorba de pozitia de echilibru pe care o ia un lichid fata de peretii unui vas in
miscare. O particular de lichid in acest system mobil de axe este supus fortelor
gravitationale si a fortelor de inertie (egale si de sens contrar cu cele care produc
miscarea). Sub actiunea acestor forte ea se poate mentine in echilibru daca acceleratia de
transport indeplineste anumite conditii, in primul rand aceea de a se mentine constanta in
timp.
Se poate demonstra ca miscarea cea mai generala in care lichidul isi pastreaza
echilibrul fata de peretii unui vas in miscare este o miscare de translatie pe verticala cu
acceleratia constanta a
, combinata co o rotatie de viteza unghiulara constanta
in jurul
unui ax vertical, in asa fel in cat ga
.
Nu se vat rata problema echilibrului relative in general, ci unele aspecte particulare
mai des intalnite in practica.
1.5.1 Vas cu lichid antrenat intr-o miscare de translatie cu acceleratia constanta a
.
Fie un vagonet (fig 1.11), care transporta lichid, deplasandu-se in plan orizontal cu
o acceleratie constanta a
. Fortele masica unitare sub actiunea carora o particular M se
gaseste in edchilibru sunt : acceleratia pamanteasca g
si acceleratia fortelor de inertie,
egala si de semn contrar cu a
.
9
Echilibrul lichidului exprimat prin ecuatia fundamentala a hidrostaticii
constp
, unde functia potentiala se poate determina cu usurinta, cunoscand
componentele acceleratiei fortelor masice :
gz
fy
fax
f zyx ;0; .
Diferenta totala a functiei este d=adx+gdz. Rezulta =ax+gz+const. Cu acestea, ecuatia presiunii devine :
constgzaxp
. (1.18)
Ecuatia suprafetelor de presiune constanta se obtine dand lui p diferite valori.
Suprafata libera a lichidului este o suprafata de presiune constanta, unde 0pp . Toate
izobarele sunt plane paralele cu axa OY, ecuatia lor scrisa sub forma explicita fiind:
,constxg
az (1.19)
unde constanta ia valori diferite in functie de presiune. Pentru a determina legea de
distributie a presiunilor pe verticala se scrie ecuatia presiunii in doua puncte pe aceeasi
verticala. In punctul .:),( 00
00 constgzaxp
zxM iar in punctul
.:),( 0 constgzaxp
zxM Din diferenta celor doua relatii rezulta :
,0 ghpp (1.20)
h fiind distanta dinre cele doua plane.
Observatie. In cazul cand translatia are loc pe verticala ( de exemplu, un
ascensor), distributia presiunilor pe verticala este exprimata prin relatia:
,10 hg
agpp (1.21)
cu semnul (-) cand ascensorul urca si (+) cand coboara.
10
Capitolul 2
MASURAREA PRESIUNILOR
2.1. PRESIUNE RELATIVA SI ABSOLUTA. UNITATI DE
MASURA
Ecuatia presiunii din hidrostatica sta la baza diferitelor instrumente de masurarea
presiunii. Diferenta de presiune dintre aerul continut intr-un rezervor inchis si aerul
atmosferic se poate masura cu un tub U umplut partial cu lichid. Neglijand greutatea
proprie a aerului se poate scrie (fig 2.1) : ghpp at1 , fiind masa specifica a
lichidului din tubul U.
Pentru a determina deci presiunea 1p din rezervorul A este necesar sa se cunoasca,
pe langa ccoloana de lichid h, presiunea atmosferica in momentul corespunzator. Acesta
se masoara separate cu un barometru.
Coloana h a lichidului din instrumentul de masura da indicatii numai asupra
diferentei de presiune dintre cele doua medii (rezervorul si aerul atmospheric). Aceasta
diferenta de presiune poarta numele de presiune relativa. Spre deosebire de presiunea
absoluta, care se determina fata de zero absolute, presiunea relativa se masoara fata de
presiunea atmosferica.
Notiunea de presiune relative a aparut datorita imposibilitatii de a masura direct
presiunea absoluta. Toate instrumentele de presiune determina presiuni relative, fapt
canditionat de prezenta presiunii
atmosferice.
In cazul presiunilor mai mici
decat presiunea atmosferica, apare
notiunea de depresiune. Depresiunea
din rezervorul A (fig.2.2) este dat de
produsul gh. Ecuatia presiunii din
figura 2.2 este : ghppat 1 .
Presiunea absoluta din rezervor este :
ghpp at1 . (2.1)
Depresiunea (presiunea relativa) este :
ghppat 1 . (2.2)
Din punct de veder fizic se pune problema cat de mare poate fi coloana h,
respective depresiunea din rezervorul A. Depresiunea maxima apare atunci cand s-a
aspirat tot aerul din rezervorul A, deci presiunea absoluta este egala cu zero. ( 01 ). In
aceste conditii depresiunea maxima este egala cu presiunea atmosferica iar g
ph atmax .
Experientela lui Toricelli a confirmat acest lucru. Daca se rastoarna un tub de
sticla plin cu mercur intr-un recipient cu mercur, se stabileste in tub o coloana de circa
760mm, coloana care echilibreaza presiunea atmosferica (fig. 2.3). Toricelli a observat ca
inaltimea acestei coloane variaza in timp. De aici a tras concluzia ca presiunea
atmosferica prezinta unele fluctuatii. Acest lucru este de mare importanta in
11
meteorologie. Pasccal a utilizat pentru prima data tubul lui Toricelli ca instrument de
masura a presiunii atmosferice dandu-i numele de
barometru.
Unitatea de masura pentru presiune in SI este
Newton pe metru patrat ( 2mN ) si poarta numele de
pascal.
In CGS, unitatea de masura poarta numele barye
( dyna pe centimetru patrat) 22 1,01 mNcmdyn . Bar-
ul este egal cu 25226 10110 mNcmdaNcmdyn .
Foarte respandita inca este unitatea numita
atmosfera tehnica 242 1080665,91 mNcmkgfat .
Atmosfera fizica este presiunea care ridica in
tubul barometric o coloana de 760mm mercur la o
temperatura de C0 si intr-un loc unde acceleratia
pamanteasca este cea normala g=9,80665 2sm ( la 45
grade latitudine, la nivelul marii).
Utilizarea instrumentelor cu lichid in masurarea presiunii a condus la exprimarea
presiunii in coloana de lichid. Astfel, in practica, se masoara presiunea in metrii
(milimetrii) coloana de apa sau in milimetrii coloana de mercur :
-1 mm col. apa corespunde la 280665,9 sm .
Aceasta unitate este larg raspandita in tehnica ventilatoarelor, tehnica zboeului,
etc. La diferente de presiune mai mari se utilizeaza ca lichid de masura mercurul :
-1 mm col. mercur= 2322,133 mN .
In ultimul timp s-a propus denumirea de Torr unitatii de 1mm col. mercur, in
cinstea lui Toricelli. Aceasta unitate este preferata de fizicieni.
In tabelul 2.1 sunt prezentate corelatiile dintre diferite unitati de presiune.
12
13
2.2. INSTRUMENTE PENTRU MASURAREA PRESIUNILOR
Dupa principiul de functionare, instrumentele pentru masurarea presiunii se
clasifica in mai multe categorii, si anume :
-instrumente cu lichid;
-instrumente cu element elastic;
-instrumente cu piston ;
-instrumente electrice;
-instrumente combinate.
Oricare ar fi natura instrumentului de
masura, fluidul sub presiune este dirijat spre
instrument pri intermediul unei prize de
presiune si al unei conducte de legatura.
Pentru masurarea presiunii statice a unui
fluid aflat in miscare, axul prizei de presiune
statica trebuie sa fie normal la directia
curentului (fig. 2.4), iar suprafata interioara
de combinatie sa fie bine prelucrata pentru a nu influenta forma liniilor de current.
Conductele de legatura se fac fi metallice, in cazul instalatiilor stabile sau de presiune
inalta, fie din cauciuc. Avantajul conductelor din cauciuc consta in aceea ca se
manevreaza usor.
Conditia care trebuie sa o indeplineasca orice conducta de legatura este de a fi cat
mai scurta, pentru a evita intercalarea pe traseu a unor bule de aer care provoaca erori
sistematice.
2.3 INSTRUMENTE CU LICHID (PIEZOMETRE)
Instrumentele cu lichid determina presiunea in coloana de lichid. Ele sunt de
constructie simpla, fiind formate dintr-un tub de sticla, drept sau indoit sub forma de U.
Se pot clasifica in tuburi manometrice si vacuummetrice, dupa cum masoara presiuni mai
mari sau mai mici decat presiunea atmosferica. Masoara intotdeauna presiuni relative.
Cand masoara diferenta de presiune dintre doua puncte poarta numele de piezometre
diferentiale.
Se mai poate face o clasificare dupa natura lichidului de lucru. Cand in
instrumental de masura se utilizeaza acelasi lichid se numeste piezometru direct. Daca se
utilizeaza un alt lichid decat cel a carui presiune se determina poarta numele de
piezometru indirect. In cele ce urmeaza se descriu catev din tipurile mai uzuale.
2.3.1 Piezometre simple directe
Tubul manometric masoara presiunea intr-un punct A (fig. 2.5). este format dintr-
un tub de sticla, racordat la punctual de priza prin intermediul unei conducte de cauciuc.
Presiunea in planul de nivel care trece prin punctual de priza este data de ecuatia
presiunii: ghpp atA . Presiunea relativa masurata de tubul manometric este :
14
ghpp atA ; (2.3)
exprima in coloana de lichid :
hg
pp atA . (2.4)
Metoda de masurare este foarte
precisa. Domeniul de masurare este
limitat de posibilitatea de a citi in bune
conditii o coloana de lichid de mare
inaltime. Deci, presiunile maxime care
se pot masura cu acest instrument
corespund unor coloane de lichid de
24 m. Limita inferioara este determinata de eroarea relativa care se
face la citire , eroare care este cu atat
mai mare, cu cat coloana masurata este
mai mica.
Prin inclinarea tubului de citire,
creste precizia masurarii, deoarece la o inaltime mai mica, h, lungimea coloanei creste :
sinhl . Presiunea se determina cu relatia :
singlpp atA . (2.5)
Tubul vacuummetric are forma unui tub U si masoara presiuni mai mici decat
cea atmosferica (fig. 2.6).
Ecuatia presiunii aplicata in planul de nivel care trece prin axa prizei de presiune
este : ghpp atA , de unde presiunea relative (depresiunea) :
ghpp Aat . (3.6)
2.3.2. Piezometre simple indirecte
Domeniul de utilizare al instrumentelor cu lichid se poate extinde daca se utilizeaza
in instrumentul de masura un lichid diferit fata de cel caruia i se determina presiunea. La
presiuni mai mari, foarte potrivit pentru acest scop este mercurul, care are o densitate de
aproximativ 13,6 ori mai mare decat a apei si suprafata de separatie dintre cele doua
lichide este foarte bine conturata.
15
In cele ce urmeaza se dau schitele si relatiile de calcul pentru un manometru si un
vacuummetru simplu care utilizeaza un lichid de masura avand masa specifica 12 .
Tubul manometric indirect este un tub U in care se introduce lichidul de masura
2, dupa care se face legatura cu punctual de priza A (fig. 2.7). Denivelarea 2h se produce
in sensul indicat de figura.
Aplicand succesiv ecuatia presiunii in planul de nivel N-N, definit de suprafata de
separatie dintre cele doua lichide, si planul A-A, se poate scrie : 22 ghpp atN ;
11ghpp NA (semnul (+) se refera la situatia din figura 2.7, iar semnul (-) la figura
2.8), respectiv 1122 ghghpp atA . Presiunea relativa este :
,1122 ghghpp atA (2.7)
sau, masurata in coloana de lichid :
121
2
1
hhg
pp atA . (2.8)
Pentru manometrul simplu aer-apa se neglijeaza coloana de aer fata de coloana de
apa.presiunea relative este data de relatia :
ghpp atA . (2.9)
Tubul vacuummetric indirect (fig.2.9) masoara presiuni mai mici decat
presiunea atmosferica. Tinand seama de notatiile din figura se pot scrie :
1122 ghghpp atA .
Depresiunea exprimata in coloana lichidului 1 :
121
2
1
hhg
pp Aat . (2.10)
2.3.3. PIEZOMETRE DIFERENTIALE
Aceste instrumente care servesc la masurarea diferentelor de presiune nu se
deosebesc nici ca forma nici ca principiu de functionarea piezometrelor simple.
16
Piezometrul diferential direct (fig. 2.10) este format dintr-
un tub U rasturnat, prevazut in
partea suparioara cu un robinet R.
Sub actiunea presiunilor diferite
din A si B se realizeaza echilibrul
coloanelor din instrumental de
masura, prin intermediul unui strat
de aer de presiune atpp0 .
Relatia de calcul se stabileste
scriind ecuatia presiunii pentru
fiecare dintre cele doua plane de nivel A si B : 10 gzppA ; 20 gzppB .
Diferenta de presiune este :
zhgzzgpp BA 21 , (2.11)
Care, cre exprimata in coloana apa devine :
zhg
pp BA . (2.12)
Piezometrul diferential indirect poate utiliza ca lichid de masura 2 un lichid cu
o densitate mai mare decat a lichidului 1 sau un lichid cu o densitate mai mica decat a
lichidului 1.
Cazul a : 12 (fig. 2.11)
Notand cu 1p , respective 2p presiunea din cele doua plane de nivel 1N si 2N
definite cu suprafetele de separatie dintre cele doua lichide, se poate scrie :
111 gzppA ; 212 gzppB . Diferenta de presiune este :
21121 zzgpppp BA . (2.13)
Conform legii
hidrostatice de distributie a
presiunilor se poate scrie in
interiorul tubului U :
ghpp 221 .
Pe de alta parte, se
vede din figura ca :
zzhz 21 , de unde :
hzzz 21 . Facand
inlocuirile in (2.13) se
obtine diferenta de presiune
:
)(12 hzgghpp BA , (2.14)
care,exprimata in coloana lichidului 1 :
zhg
pp BA 11
2
1
. (2.15)
In cazul lichidelor apa (1)-mercur (2), relatia (2.15) devine :
17
zhg
pp BA 6,121
. (2.16)
Se vede ca utilizand ca lichid piezometric mercurul, comeniul de masurare a
crescut de circa 12 ori.
In cazul lichidelor : apa (1), teraclorura de carbon (2)
( 3__ 1594 mkgcarbonderatetracloru ), formula (2.15) devine :
zhg
pp BA 594,01
. (2.17)
Fata de un pizometru direct, precizia instrumentului este mai mare, intucat la
aceeasi diferenta de presiune coloana de lichid practic s-a dublat.
Cazul b : 12 (fig. 2.12)
Urmand acelasi rationament se obtine relatia :
ghghzpp BA 21)( , (2.18)
sau in coloana lichidului 1 :
zhg
pp BA
1
2
1
1 ; (219)
Daca in aceste instrumente se utilizeaza ca lichid de masura toluenul
( 3866 mkgtoluen ), formula (2.19) devine :
zhg
pp BA 134,01
(2.20)
si se vede ca acest instrument poate fi folosit cu success la masurarea diferentelor mai
mici de presiune.
2.3.4 Piezometrul cu brate de sectiuni diferite
Acesta poate fi utilizat ca piezometru simplu sau diferential, functionand dupa
principiul tubului U. Fata de acesta, prezinta
avantajul ca in timpul masuratorilor nu se
urmaresc simultan doua coloane de lichid, citirea
facandu-se pe o singura scara gradata. Schita
instrumentului este data in figura 2.13. este format
dintr-un rezervor de diametru D legat cu un tub de
sticla de diametru d, raportul sectiunilor celor doua
axe ale tubului U fiind:
2
2
2
2
4
4 nd
D
d
D
.
18
Formulele de calcul se dau pentru cazul cand instrumental este utilizat ca un
manometru simplu indirect, cu fluidele aer-apa, priza de presiune fiind legata la tubul de
diametru mare, D.
Rigla gradate, atasata tubului de diametru d, se aseaza cu diviziunea de zero in
dreptul nivelului lichidului din cele doua vase comunicante. Fata de acest nivel, in timpul
masuratorilor, la o presiune data atA pp , nivelul din rezervor scade cu h, iar cea din
tubul de masura creste cu h care se citeste direct pe scala gradate. Din egalitatea celor
doua volume : hd
hD
4'
4
22
rezulta : 2
2
'n
h
D
dhh .
Presiunea masurata : 'hhgpp atA sau presiunea relative :
n
ghh
hghPp atA
11
'1 . (2.21)
Utilizand formula aproximativa : ghpp atA se face o eroare sistematica
egala cu 2
1
n. Daca n este suficient de mare (pentru 100,10 n
d
D), eroarea se
incadreaza in limitele de masuratori. In caz contrar se aplica corectia 2
1
n.
2.4. INSTRUMENTE CU ELEMENT ELASTIC
Constructia acestor instrumente se bazeaza pe principiul deformarii unui element
elastic sub actiunea presiunii. Deformatia se poate pune in evidenta printr-un mechanism
de amplificare care sa permita citirea deformatiei cu o precizie mare.
Avantajul acestor instrumente consta in simplificarea constructiei, in faptul ca sunt
portative si usor de manuit si au un domeniu de utilizare foarte larg. Dezavantajul cansta
in aceea ca, datorita macanismului de transmitere a deformatiei, nu poate fi realizata o
precizie foarte mare. De asemanea, dupa un numar mare de masuratori, apar deformatii
remanente. De aceea aceste instrumente trebuie reetaonate periodic.
Principalele tipuri constructive sunt prezentate in continuare.
2.4.1. Manometrul cu tub elastic (Burdoun)
Acesta este format dintr-un tub elastic 1 de sectiune eliptica, indoit in arc de cerc,
inchizand un unghi la centru de 270 (fig. 2.14). o extremitate a tubului este fixate de
suportul instrumentului si se pune in legatura cu priza de presiuneprin racordul 2. Sub
actiunea presiunii, tubul se deformeaza, avand tendinta sa se indrepte, datorita faptului ca
sectiunea tubului tinde sa ia forma circulara. Deformatia este transmisa unui ac indicator
4 prinintermediul unui system de parghii si angrenaje 3, actionat de extremitatea libera a
tubului. Acul 4 indica pe un ecran gradat in unitati de presiune, presiunea
corespunzatoare. Deoarece relatia dintre presiune si deformatie nu se poate stabili
theoretic, fiecare instrument trebuie etalonat.
Curba din figura 2.15 determinata experimental, pentru un anumit tub, reprezinta
deformatia extremitatii tubului in functie de presiune. Se observa ca pe prima portiune a
19
curbei, deformatia este proportionala cu presiunea, supa care, deformatiile cresc foarte
repede depasind limita deformatiilor elastice (care seta foarte apropiata de limita de
proportionalitate). De aceea tuburile se utilizeaza numai pe portiunea dreapta a curbei.
Pentru a reduce deformatiile remanente, limita superioara a scarii instrumentului se
fixeaza la circa 50% din valoarea limitei de proportionalitate, deci se admite un
coefficient de siguranta k=2.
Limita de proportionalitate a tubului depinde de elementele lui constructive. Ea
creste cu grosimea peretilor si cu rezistenta materialului si scade cand sectiunea tubului
se turteste sau cand diametrul de infasurare cerste. Un studiu sistematic al acestor
elemente a facut ca domeniul de utilizare al instrumentelor cu tub elastic sa se extinda
foarte mult acoperind o gama larga de presiuni de 0,512 000 2cmdaN .
2.4. 2. Manometrul cu membrana elastica
Acest manometru (fig 2.16) are ca element
deformabil o membrane, 1, din metal (cupru sau
otel), prinsa intre doua flanse. Una din fete vine in
contact cu fluidul sub presiune iar cealalta cu
dispozitivul de amplificare si transmitere a
deformatiei membranei, 3. Avantajul acestui
system este evident atunci cand se pune problema
masurarii presiunii unor lichide foarte vascoase sau
a unor lichide corozive (in cazul acesta membrane
poate fi protejata folosind un strat de argint, cupru
sau chiar platina). Prin posibilitatea de a varia
materialul si dimensiunile membranei, domeniul de
utilizare al acestor instrumente se poate extinde,
limitele fiind insa mai restranse decat la
manometrul tubular 0,280 2cmNda .
20
2.4.3. Manometrul cu burduf ( silfon)
Acest manometru (fig. 2.17) este format dintr-o
cutie cilindrica cu peretii ondulati 1, care, supusa unei
presiuni suplimentare (din afara sau dinauntru), se
deformeaza modificandu-si inaltimea. Deformatia este
amplificata si transmisa acului indicator 4, care pe o scara
gradate indica presiunea corespunzatoare. Domeniul de
utilizare este 0,55 2cmdaN .
2.5 INSTRUMENTE CU PISTON
Manometrul cu piston masoara cu
precizie presiuni mari. In principiu consta
dintr-un cilindru, 1, in care se gaseste un
piston 2, format dintr-o tija cilindrica de otel
prevazuta la partea superioara cu un taler pe
care se asaza greutati 3 (fig. 2.18). presiunea
lichidului din interior este :
,21
A
GGp (2.22)
unde : 1G este greutatea pistonului si a
talerului, 2G - greutatile asezate pe platan si
A-aria sectiunii pistonului.
Manometrul cu piston si resort este reprezentat in figura 2.19, unde se recunoaste
cilindrul 1, pistonul 2 si greutatea 3, care este echilibrata de doua resorturi 4. la cresterea
presiunii pistonul se deplaseaza pana cand se stabileste o pozitie de echilibru. Deplasarea
pistonului este transmisa acului 5, care indica pe cadran presiunea respectiva. Pentru a
evita intepenirea pistonului se utilizeaza doi magneti 6, care provoaca vibratia pistonului.
Manometrele cu piston se utilizeaza mai putin ca instrumente de masura din cauza
ca sunt mai greu de manuit. Ele se utilizeaza de obicei ca instrumente etalon, deoarece
garanteaza o buna precizie care nu se micsoreaza cu durata de functionare a
instrumentului.
21
2.6 INSTRUMENTE ELECTRICE PENTRU MASURAREA
PRESIUNII
In tehnica moderna a masuratorilor, un loc tot mai important il ocupa
instrumentele electrice de masura. Domeniul lor de utilizare s-a extins si la masurarea
marimilor neelectrice, datorita multiplelor avantaje pe care le prezinta : posibilitatea
masurarii si inregistrarii continue a marimii masurate, posibilitatea masurarii ei de la
distanta, precizia si sensibilitatea ridicata a masurarii, gama larga a limitelor de masurare
etc.
In cazul utilizarii instrumentelor electrice pentru masurarea marimilor neelectrice,
apar o serie de probleme specifice acestui domeniu al tehnicii masuratorilor. In primul
rand se pune problema trecerii de la marimea neelectrica masurata la o marime electrica.
Elemental aparatului de masura care indeplineste aceasta functie poarta numele de
traductor.
Traductoarele sunt de fapt transformatoare de energie mecanica in energie
electrica. Ele se bazeaza pe variatia, in functie de marimea masurata, a unui parametru
electric. Dupa natura parametrului electric care se modifica cu marimea masurata,
traductoarele se clasifica in : traductoare piezoelectrice, capacitive, inductive, resistive
etc.
Schema bloc a unui aparat de masurare electrica a marimilor neelectrice este
redusa in figura 2.20. Traductorul este legat printr-un adaptor cu instrumental electric de
masura a carui scara este gradata in unitatile marimii neelectrice de masurat.
In general, o sursa de energie electrica alimenteaza toate cele trei parti componente
ale aparatului. In cazuri particulare este suficient ca sursa de energie electrica sa
alimenteze numai circuitul de masurare, iar in alte cazuri insusi traducdorul constituie o
sursa de energie electrica pentru circuit.
In cele ce urmeaza se prezinta cateva tipuri de traductoare electrice utilizate la
masurarea presiunii, fara a trata problema circuitelor de masura. Se mentioneaza insa
faptul ca toate traductoarele trebuie etalonate inainte de a incepe masurarea.
2.6.1. Traductoare piezoelectrice
Constructia traductoarelor piezoelectrice se bazeaza pe propietatea unor materiale
dielectrice cristaline, care, supuse unor actiuni mecanice, se incarca la suprafata lor cu
sarcini electrice. Daca actiunea mecanica dispare, cristalul revine la starea initiala,
neelectrizata.
Cristalul poate fi supus la intindere,
compresiune, inconvoiere, torsiune sau
forfecare. Numarul sarcinilor electrice depinde
de material si este proportional cu forta.
Polarizarea se schimba cu natura solicitarii.
Cristalele piezoelectrice cele mai
cunoscute sunt cuartul (bioxid de siliciu,
2SiO ) si turmalina, ambele avand propietati
mecanice si ptezoelectrice foarte bune.
22
Propietatile piezoelectrice ale cuartului sunt independente de temoeratura, ceea ce
constitue un mare avantaj.
Alte materiale piezoelectrice care pot fi luate in considerare
(fosfati,titanati,tartrati) au propietatile piezoelectrice mai bune decat ale cuartului, dar au
o rezistenta mecanica slaba si sunt higroscopice, deci trebuie protejate impotriva
umiditatii. Efectul piezoelectric al acestor saruri apare numai la solicitarea de inconvoiere
si torsiune.
Traductorul cu crystal de cuart. Cuartul cristalizeaza in sistemul hexagonal,
celula structurala elementara fiind prisma. La cristalul de cuart (fig. 2.21) se deosebesc
urmatoarele axe principale : axa optica (longitudinala), axele electrice, care unesc
varfurile hexagoanelor, si axele mecanice sau neuter, care unesc mijloacele laturilor
hexagoanelor. Din acest crystal se taie o placuta
de dimensiuni a,b,c, avand muchiile paralele cu
cele trei axe. Sub actiunea unor forte
perpendiculare pe axa optica, cristalul se
electrizeaza, vectorul de polarizare fiind dirijat
in lungul axei electrice (sarcinile apar pe planuri
perpendiculare pe axa electrica).
Daca forta de compresiune xP este
dirijata in jurul axei electrice, marimea sarcinii
este proportonala cu presiunea :
xPQ , (2.23)
fiind constanta piezoelectrica a materialului.
Daca forta de compresiune yP actioneaza in
lungul axei neutre (deci dupa directia axei
electrice cristalul este supus la tensiune),
sensul vectorului de polarizare se schimba iar sarcina electrica depinde si de
dimensiunile cristalului, fiind cu atat mai mare cu cat cristalul este mai lung si mai subtire
:
yPa
bQ . (2.24)
Constructia unui
traductor piezoelectric este
reprezentata in figura 2.22.
cele doua placute de cuart 2
sunt prinse intre garniturile
metalice 3. ele sunt supuse
fortelor de compresiune xP
prin intermediul membranei
1. Capacul 6 este fixat pe
carcasa si transmite placilor
presiunea prin intermediul
bilei 7. Saiba din mijloc 3
este legata de conductorul de
legatura 4, care trece prin
23
bucsa 5 confectionata din material izolant. Placile de cuart sunt in asa fel aranjate, incat
traductorul furnizeaza un potential negative fata de carcasa pusa la pamant.
Efectul piezoelectric este un fenomen cu caracter electrostatic. Cantitatea de
electricitate incarca fetele cuartului si conductoarele legate cu ele la o tensiune C
QU , C
fiind capacitatea dinre conductoare. Pentru masurarea acestei tensiuni sunt necesare
metode si aparate la care sarcinile san u piara. Se impune deci o izolatie foarte buna a
partilor conductoare de curent fata de pamant.
2.6.2 Traductoare capacitive
Un traductor capacitativ este adesea un condensator plan a carui capacitate C este
data de relatia:
S
C , (2.25)
unde : este permeabilitatea mediului dintre armature; S suprafata unei armature; -distanta dintre armaturi.
Principiul constructive al unui traductor capacitiv pentru masurarea presiunii se
vede in figura 2.23. Armatura 1 este suspendata pe resorturi si se deplaseaza sub actiunea
rezultantei presiunii, P. Armatura 2 fiind fixa, marimea care se modifica este distanta
dintre placi . Odata cu ea se modifica si capacitatea condensatorului. Variatia capacitatii C a condensatorului in functie de distanta dintre placi se face
dupa o lege hiperbolica. In figura 2.24 este data ca exemplu curba fC pentru un
condensator plan cu aer . in circuitele in care se masoara direct capacitatea unui
condensator, traductorul trebuie astfel calculat incat sa functioneze pe portiunea initiala a
curbei, ramura care poate fi aproximata cu o dreapta. Se impugn deci distante mici intre
armature. Tendinta de a micsora valoarea dintre armature este insa limitata de pericolul
de strapungere a stratului de aer. Intercalarea intre armaturile unei placi subtiri, a carei
tensiune de strapungere este de mmkV310 mareste sensibilitatea traductorului,
permitandu-I sa
functioneze la distante foarte mici.
O problema care nu
trebuie neglijata la
traductoarele capacitive
este influenta temperaturii,
capacitatea traductorului
depinzand de dimensiunile
lui geometrice care sa
modifica cu temperatura.
24
2.6.3 Traductoare inductive
Traductoarele inductive
sunt construite pe
principiul inductiei. Figura
2.25, a, prezinta schema
unui asemenea traductor,
cu un intrefier foarte mic, care variaza sub actiunea
rezultantei presiunii P. Din
cauza variatiei intrefierului,
variaza reductanta
circuitului magnetic si in
consecinta inductanta
bobinei asezata pe miez si conectata intr-un circuit de current alternative. Variatia
reactantei inductive a bobinei se duce la o variatie corespunzatoare a impedantei Z a
acesteia. Apare deci o dependenta intre marimea masurata P si impedanta bobinei Z :
PfZ ; PfZ . (2.26)
Variatia impedantei in functie de marimea intrefierului este data de o relatie
hiperbolica, reprezentata calitativ in figura 2.26. Daca 0 este intrefierul initial, variatia
se admite egala cu (0,10,15) 0 pentru a ne limita la portiunea liniara a
caracteristicii.
Portiunea liniara a caracteristicii poate fi marita prin utilizarae traductoarelor
diferentiale (fig. 2.25,b), ale caror bobine sunt de obicei conectate la doua ramuri vecine
ale unei punti echilibrate. In acest montaj, erorile conditionate de factorii externi ca :
variatia tensiunii si frecventei sursei de alimentare, variatia temperaturii traductorului etc.
sunt in parte eliminate.
25
Capitolul 3
ECUATII FUNDAMENTALE ALE DINAMICII
FLUIDELOR
3.1 ECUATIA LUI BERNOULLI. APLICATII ALE ECUATIEI
LUI BERNOULLI
Pentru a aplica ecuatia lui Bernoulli intr-o problema hidronamica, trebuie sa se
cunoasca forma liniilor de curent si valoarea presiunii in unele sectiuni caracteristice ale
curentului.
3.1.1. Formula lui Toricelli
Fie un rezervor deschis cu lichid, care
alimenteaza un orificiu. Nivelul din rezervor se
mentine tot timpul constant, ceea ce inseamna ca
orificiul functioneaza in regim permanent.
Experienta arata ca in rezervor curgerea este
convergenta, iar la iesirea din orificiu, datorita
racordarii peretilor la intrare, vitezele sunt paralele
intre ele. Aplicand ecuatia lui Bernoulli dupa o linie
de current intre punctele A si M, se poate calcula
viteza la iesire din orificiu. Astfel fata de un plan de
referinta ales arbitrar se pote scrie :
g
vpz
g
vpz MMM
AAA
22
22
.
Deoarece vana fluida are dimensiuni mici si este inconjurata de aerul atmosferic,
se poate considera AatM ppp . Rezulta :
g
vzz
g
v AMA
M
22
22
;
Av este viteza de la fata libera a rezervorului, numita viteza de apropiere. Fiind foarte
mica, aceasta se poate neglija. Cum Hzz MA , rezulta formula lui Toricelli :
gHvM 2 . (3.1)
3.1.2 Fenomenul Venturi
Daca intr-o conducta oarecare se produce o strangulare a sectiunii (fig. 3.2),
conform ecuatiei continuitatii ( Qvsvsvs 332211 ), acolo unde sectiunea scade,
viteza creste si invers. Aplicand ecuatia lui Bernoulli in lungul firului fluid se poate scrie
:
26
g
vpz
g
vpz
g
vpz
222
2
33
3
2
222
2
111 . (3.2)
Rezulta ca energia potentiala p
z variaza in acelasi sens cu sectiunea. Daca
conducta este orizontala 321 zzz , rezulta :
g
vp
g
vp
g
vp
222
2
33
2
22
2
11 . (3.3)
Tubul Venturi este un ajutaj
convergent-divergent utilizat la masurarea
debitului. Debitul se exprima cu usurinta
in functie de diferenta de presiune create
de strangularea jetului. Din relatia (3.3) se
poate scrie :
2
1
2
2
22
1
2
221 11
22 ssg
Q
g
vvpp .
Rezulta :
21
2
2
2
1
21 2pp
gss
ssQ . (3.4)
3.1.3. Preiunea intr-un punct de impact
Fie un obstacol imobil intr-un fluid in miscare permanenta. Liniile de current
ococlesc obstacolul (fig. 3.3). exista o linie de current care se opreste in punctual M
(punct de impact). Aplicand ecuatia lui Bernoulli in lungul acestei linii de curent in
punctele A si M se poate scrie:
g
vpz
g
vpz MMM
AAA
22
22
.
In cazul din figura 3.3 MA zz .
In punctul de impact viteza se anuleaza
0Mv si toata energia curentului apare sub forma
de presiune. Presiunea din punctul de impact
poarta numele de presiune totala ( totp ). Presiunea
din punctul A este presiunea statica a curentului.
Se poate scrie :
totAstp
g
vp
2
2
, sau
27
2
2vpp sttot . (3.5)
Cresterea de presiune in punctual de impact, 2
2v , poarta numele de presiune
dinamica. Daca in punctul M se practica o priza de presiune a carei axa este paralela la
directia curentului, aceasta masoara presiunea totala. Pentru masurarea presiunii statice,
axul prizei de presiune trebuie sa fie normal la directia curentului.
4. RRETELE EXTERIOARE DE ALIMENTARE CU
APA RECE DIN ANSAMBLURI DE CLADIRI
4.1. SISTEME, SCHEME SI CONDITII DE REALIZARE A
RETELELOR EXTERIOARE DE ALIMENTARE CU APA
RECE DIN ANSAMBLURI DE CLADIRI
4.1.1. Alcatuirea si clasificarea retelelor exterioare de alimentare cu apa rece
Reteaua exterioara de alimentare cu apa cuprinde totalitatea conductelor,
armaturilor, aparatelor de masura, siguranta si control, constructiilor si instalatiilor,
accesoriilor care asiguura transportul apei de la rezervoarele de acumulare (inmagazinare)
sau de al instalatiile de ridicare a presiunii apei, pana la conductele de record
(bransamente) ale consumatorilor si constitue o parte componenta a sistemului de
alimentare cu apa a localitatii sau industriei. Reteaua exterioara de alimentare cu ap
trebuie sa asigure debitul maxim orar, la presiunea de serviciu necesara. Presiunea de
serviciu este presiunea minima necesara care trebuie asigurata, in orice punct de
bransament (racord) al instalatiilor interioare la reteaua exterioara, pentru a putea fi
furnizat debitul necesar de apa pentru consum menajer, industrial sau pentru combaterea
incendiilor. Presiunea maxima admisa in retelele exterioare de alimentare cu apa este de 6
bar stabilita din conditia de rezistenta a instalatiilor interioare (conducte,armaturi) din
cladiri.
La proiectarea retelelor exterioare se tine seama de o serie de factori si anume:
sistematizarea localitatilor care urmeaza a fi alimentate cu apa, amplasamentul
consumatorilor, relieful terenului, configuratia strazilor, caile de acces public si pozitia
unor obstacole naturale, (rauri, parcuri etc) sau artificiale (alte retele amplasate in zona,
cai de comunicatii etc.). Alegerea judicioasa a schemei (alcatuirii) retelei este rezultatul
analizei factorilor de mai sus si a unor calcule de eficienta economica.
Retelele exterioare de alimentare cu apa se compun din urmatoarele categorii de
conducte (fig. 4.1):
- principale sau artere 1 care transporta apa de la rezervorul de acumulare
(compensare) sau de la statia de pompare, in sectoarele de consum;
28
- de serviciu 2 sau conducte publice, care transporta apa de la conductele principale pana la punctele de bransament; la aceste conducte se executa bransamentele 3
ale statiei de hidrofor sau cladirilor. De asemenea, la conductele de serviciu se pot monta
hidranti exteriori pentru combaterea incendiilor 4 sau hidranti pentru stropit spatii verzi 5;
- secundare 6, numite si retele exterioare de distributie a apei in ansambluri de
cladiri, care transporta apa de la instalatia de ridicare a presiunii 7 (de regula, instalatia de
pompare a apei cuplata cu recipiente de hidrofor) la instalatiile 8 din interiorul cladirilor
9.
Dupa forma in plan se disting urmatoarele tipuri de
retele :
- ramificate, prin care apa circula intr-o singura directie;
- inelare cu puncte ce ramificatie numite noduri, alcatuite din bucle sau ochiuri
inchise, la care apa pote ajunge in orice
punct cel putin din doua directii.
- mixte, cu portiuni ramificate si portiuni inelare.
Retelele inelare prezinta siguranta in
exploatare, atat in cazul consumurilor menajere cat
si industriale cat, mai ales, pentru combaterea
incendiilor; in cazul unei defectiuni intr-un punct al
unui transom (portoiuni) al retelei se poate continua
alimenatrea cu apa a celorlalti consumatori, pe cand la o retea ramificata se intrerupe
alimenatrea cu apa pe toata suprafata localitatii sau indutriei din aval de acest punct.
Dupa calitatea apei transportate se disting : retele exterioare pentru alimentarea cu
apa potabila sau cu apa industriala.
Dupa numarul de conducte de transport a apei, retelel exterioare pot fi cu :
- o singura conducta de distributie a apei pentru consum menajer, industrial si pentru combaterea incendiilor;
- conducte separate pentru fiecare fel de consum; - conducte comune pentru anumite categorii de consum al apei;
In cazul centrelor populate se prevede, in general, o singura retea exterioara de
distributie pentru apa necesara consumului menajer, industrial si pentru combaterea
incendiilor.
Sunt cazuri cand intreprinderile industriale necesita debite mari de apa nepotabila
si rezulta ca economica o alimentare separata cu apa pentru procese ethnologice si
separate o retea de apa potabila si pentru combaterea incendiilor. Pentru a se evita
infectarea apei potabile, se interzice orice legatura permanenta sau ocazitionala intre
reteaua de apa potabila si retelele de apa industriala nepotabila ( netratata sau tratata
sumar, dupa necesitati).
Dupa valoarea presiunii necesare a apei pentru combaterea incendiilor se
deosebesc doua tipuri de retele, de :
29
- joasa presiune (minim 0,7 bar, in cazul hidrantilor pentru combaterea incendiilor), astfel ca presiunea necesara la ajutajul tevii de refulare este
asigurata de motopompe;
- inalta presiune, cu statii proprii de pompare. Retelele de joasa presiune se folosesc in intreprinderi industriale cu pericol redus
de incendiu, iar cele de inalta presiune in intrprinderi industriale cu pericol marit de
incendiu, ca de exemplu : in industria lemnului, in industria petroliera, chimica etc.
4..1.2. Retele exterioare de distributie a apei reci in ansambluri de cladiri
La alcatuirea retelelor exterioare de distributie a apei reci in ansambluri de cladiri
se tine seama de : sistematizarea ansamblului de cladiri,respective amplasarea
consumatorilor in plan sip e verticala, si legat de aceasta, posibilitatea gruparii cladirilor
cu aceeasi inaltime; sarcina hidronamica disponibila si presiunile necesare la
consumatori; marimea si variatiile debitului de apa necesar la punctele de consum;
conditiile de calitate a apei; costurile specifice de investitie si ale energiei de pompare a
apei.
Presiunile necesare la consumatori sunt : 0,7 bar pentru hidrantii exteriori de
incendiu la care se racordeaza autopompe; 0,50,7 bar, pentru instalatiile interioare de alimentare cu apa rece a cladirilor cu parter racordate direct la reteaua exterioara;
0,50,7 bar, pentru racordarea statiilor de pompare cu recipiente de hidrofor; 2,54 bar, pentru instalatiile interioare ale cladirilor cu parter si patru etaje; 4,56 bar, pentru instalatiile interioare ale cladirilor cu parter si 9 etaje. Presiunea maxima admisa pentru o
zona de presiune fiind 6 bar, pentru presiuni necesare care depasesc 6 bar se adopta 2 sau
mai multe zone de presiune a apei.
Retelele exterioare de distributie a apei reci cu o singura zona de distributie pot fi :
- racordate direct la conductele de serviciu ale retelei de alimentare cu apa a localitatii. Conductele de serviciu pot avea cinfiguratia ramificata, inelara sau
mixta, in functie de marimea localitatii si importanta consumatorilo.
- racordate indirect la conductele de serviciu, prin intermediul statiilor de pompare cu sau fara recipiente de hidrofor.
Alimentarea cu apa dintr-o singura statie de pompare cu recipiente de hidrofor
constitue o solutie economica pentru ansambluri de cladiri de locuit cuprinzand pana la
6000 de apartamente. Instalatiile interioare care au sarcina hidronamica necesara egala
sau mai mica fata de cea din conductele de serviciu ( ca de exemplu, instalatiile interioare
de alimentare cu apa rece din scoli, gradinite, camine de copii, cinematografe etc) se
racordeaza direct la conductele de serviciu., fie la reteaua exterioara de alimentare cu apa
erce a ansamblului de cladiri, iar hidrantii pentru stropit spatii verzi numai la reteaua
exterioara a ansamblului de cladiri.
Alimentarea cu apa cu mai multe statii de pompare se adopta pentru ansambluri de
cladiri cuprinzand 5 0006 000 de apartamente sau chiar si pentru ansambluri mai mici, dar amplasate pe terenuri cu denivelari mari, care pot conduce la depasirea presiunii de 6
bar in unele statii interioare, in care caz statiile de pompare se amplaseaza la cote diferite
si se dimensioneaza fiecare pentru o singura zona de presiune a apei. Hidrantii exteriori
30
de incendiu si hidrantii de stropit spatii verzi se amplaseaza la fel ca in cazul alimentarii
cu o singura statie de pompare.
Cand presiunea necesara la consumatori depaseste 6 bar, fie datorita regimului de
inaltime al cladirilor, fie datorita denivelarii terenului sau cand pesiunea necesara nu
depaseste 6 bar, dar numarul cladirilor cu inaltime redusa este comparabil cu cel al
cladirilor cu inaltime mare, se adopta retele distincte de distributie a apei reci, cu regimuri
diferite de presiune. In acest caz, alimentarea cu apa se face printr-o singura statie de
pompare prevazuta cu pompe separate pentru cele doua retele, respective, zone de
presiune, sau cu statii de pompare distincte pentru fiecare retea, respective zona de
presiune, cand cladirile mai inalte sunt amplasate grupat intr-o anumita zona a
ansamblului de cladiri.
Cand presiunea disponibila in conductele de serviciu poate asigura alimentarea cu
apa a hidrantilor exteriori de incendiu si de gradina si instalatiile interioare ale cladirilor
ccu inaltime mica, iar restul cladirilor din ansamblu sunt grupate pe doua regimuri de
inaltime, solutia economica de alimentare cu apa poate fi prin 3 retele distincte, respectiv,
pe trei zone de presiune. In prima zina de presiune a apei din conductele de serviciu
asigura alimentarea cu apa a hidrantilor exteriori de incendiu si de gradina si a
instalatiilor din cladirile cu inaltime mica, racordate direct. In a 2-a zona de presiune, sunt
grupate instalatiile cladirilor cu P+4, P+5 etaje, iar in zona a 3-a instalatiile cladirilor cu
P+8P+10 etaje. Este indicat sa se prevada cu o singura statie de pompare cu recipiente de hidrofor, cu agregate de pompare separate pentru cele doua zone de presiune, ale
retelelor distincte de distributor a apei pentru cladirile cu P+4,P+5 etaje, respective pentru
P+8P+10 etaje (fig. 4.2). in functie de marimea sau intinderea ansamblului de cladiri si de denivelariele terenului alimentarea cu apa se pote face si cu statii de pompare separate
pentru fiecare retea exterioara corespunzatoare zonei de presiune respective.
31
4.1.3 Racordarea instalatiilor interioare la retelele exterioare de alimentare
cu apa sau la surse (bransamente)
Bransamentul este conducta de racord intre instalatia interioara si reteaua
exterioara de alimentare cu apa (conducta publica sau de serviciu) sau sursele proprii ale
consumului respective.
Bransamentele pot fi de doua feluri : provizorii, folosite numai in perioada de
executie a constructiei, si definitive, folosite si ca bransamente provizorii pe perioada de
constructie.
In functie de importanta consumatorului, bransamentele pot fi simple sau multiple.
In cazul in care consumatorul necesita o alimentare cu apa continua, fara nici o
intrerupere, cum sunt, de exemplu, industriile cu procese tehnologice la care intreruperea
alimentarii cu apa poate determina degradarea produselor sau deteriorarea aparatelor
utilizate, se iau masuri speciale de siguranta in alimentarea cu apa, prevazandu-se :
- 2 racorduri de la aceeasi conducta de serviciu ; - 2 racorduri de la doua retele de pe strazi diferite; - Realizarea unei reserve intangibile, de avarie.
In anumite cazuri, se prevad mai mult de doua bransamente; in aceste situatii
bransamentele se dimensioneaza astfel incat din cele n bransamente prevazute, n-1 sa se
asigure debitul de apa necesar in instalatie.
Bransamentul se amplaseaza in zona de consum maxim de apa, in vederea
obtinerii unei solutii cat mai economice pentru reteaua de distributie a apei si se executa
perpendicular pe frontul cladirii, astfel incat sa aiba o lungime cat mai mica, iar
strapungerea fundatiilor la intrarea in cladire sa se faca usor.
Un bransament poate alimenta cu apa o singura cladire sau un ansamblu (grup) de
cladiri daca, in general, se incadreaza in aceeasi categorie, ca de exemplu, in cazul
ansamblurilor cladirilor de locuit.
Pe conducta de bransament, dupa punctual de record, se monteaza subteran o vana
(robinet) de concesie de la care se poate inchide alimentarea cu apa a intregii instalatii
interioare, in caz de nevoie. Da asemenea, pe conducta de bransament se monteaza
instalatia pentru masurarea si inregistrarea consumului de apa, compusa din apometru si
armaturile anexe.
4.1.4. Amplasarea (pozarea) retelelor exterioare de alimentare cu apa rece Tinand seama de schemele de alimentare cu apa adoptate si urmarind reducerea
volumului de lucrari si a consumului de materiale, retele exterioare se pot amplasa:
- ingropate in sol, sub adancimea de inghet, stabilita pentru localitatea respective, conform datelor din STAS 6054. Se recomanda ca traseele
conductelor sa treaca, pe cat posibil, prin spatii verzi (pentru a fi usor
accesibile in caz de defectiune), cat mai aproape de consumatori si cat mai
scurte. In terenuri normale, distanta minima de la aliamentul cladirilor pana la
axa conductelor de apa de distributie este de 3 m. Distantele minime in plan
orizontal si vertical, precum si conditiile de amplasare la traversari si
incrucisari cu alte retele sau obstacole sunt indicate in tabelele 4.1. si 4.2. se
interzice trcerea conductelor de apa potabila prin caminele de vizitare ale
retelei de canalizare, prin canale de evacuare a apelor uzuale, haznale et.
Conductele de alimentare cu apa potabila nu vor fi legate cu conductele de apa
32
nepotabila sau industriala. Conductele metalice se izoleaza pentru protectia
contra coroziunii (STAS 7335/5);
- in canale de protectie, in cazul in care terenul este sensibil la umezire si nu pot
fi respectate distantele impuse (prin normativul P 7) fata de fundatiile cladirilor
sau cand conductele de alimentare cu apa trebuie sa fie protejate impotriva
actiunilor mecanice exterioare. In general, se evita amplasarea conductelor de
alimentare cu apa rece in canale in care se monteaza si conducte de alimentare
cu apa calda. Cand traseele conductelor de apa rece si calda sunt comune, se
impune montarea conductelor de apa rece in canalee, se adopta solutia de
separare a canalului in 2 compartimente;
- in subsolurile cladirilor, cand acestea sunt prevazute cu subsoluri sau canale mediane circulabile. Solutia este economica, reducandu-se costurile
investitiilor si consumurile de metal si ciment. La adoptarea acestei solutii se
iau urmatoarele masuri de protectie: conductele se izoleaza termic, pentru a se
evita incalzirea apei reci; la traversarea rosturilor de tasare a peretilor sau a
fundatiilor cladirilor, golurile sunt mai mari decat diametrele exterioare ale
conductelor cu 1015 cm; conductele traverseaza golul pe la partea inferioara acestuia, iar etansarea golurilor in jurul conductelor se face cu material elastic;
in portiunile in care conductele traverseaza elemente de constructii nu se admit
imbinari; in cazurile in care golurile sunt determinate de dimensiunile
canalelor respective se asigura accesibilitatea conductelor pentru intretinere si
reparatii in timpul exploatarii;
- in galeriile subterane vizitabile, impreuna cu alte retele, in cazuri speciale (artere cu circulatie intense, conditii de teren foarte dificile, nevoie de
supraveghere frecventa sau de interventie rapida);
- aerian, pe portiuni scurte ale retelei.
33
4.2. MATERIALE SI ECHIPAMENTE SPECIFICE PENTRU
RETELE EXTERIOARE DE ALIMENTARE CU APA RECE DIN
ANSAMBLURI DE CLADIRI
4.2.1. Conducte si armature
a. Tuburi din beton armat precomprimat. Se utilizeaza, in special, la conductele de
adectiune sau artere pentru alimentarea cu apa a centrelor populate si a industriilor.
Tuburile se fabrica cu diametrele nominale de 400, 600, 800 si 1000 mm si pentru
presiuni de regim de 4,7 si 10 bar.
b. Tuburi si piese de legatura din fonta ductile (fonta de presiune). In tara, se
produc tuburi din fonta de presiune, bitumate sau nebitumate la interior si piese de
legatura (STAS 9392 si STAS 1515), rezistente la presiune interioara de 6 bar. Aceste
tuburi sunt tot mai mult inlocuite de tuburile din fonta ductile (produse de numerate firme
straine), avand aceleasi diameter nominale, care au o fiabilitate mult mai mare.
c. Tevi si fitinguri din otel. Se folosesc tevi din otel carbon, sudate longitudinal,
zincate (pentru apa potabila) sau nezincate (pentru apa industriala), filetate sau nefiletate
(STAS 7656), precum si tevi sudate longitudinal, pentru constructii (STAS 7657).
d. Tevi si fitinguri din PVC, polipropilena sau polietilena.
4.2.2. Hidranti exteriori pentru stingerea incendiilor
a. Hidranti subterani de incendiu. In tara noastra, hidrantii subterani de incendiu
(STAS 695, fig. 4.3) se executa cu diameter de 70 si 100 mm, pentru presiunea de 10 bar.
Se racordeaza la reteaua exterioara prin intermediul unei piese de legatura fixate cu flansa
de corpul subteran al hidrantilor. Flansele de racordare ale pieselor de legatura cu
hidrantii subterani se executa cu diametre de 50, 70 si 80 mm pentru hidranti avand
diametrul de 70 mm si cu diametre de 100 si 125 mm pentru hidranti avand diametrul de
100 mm. Hidrantii subterani sunt prevazuti cu dispozitive de golire a apei pentru a se
evita inghetarea in timpul iernii. Furtunurile decendiu se racordeaza la hidranti subterani
prin intermediul hidrantilor portativi cu robinete (STAS 697), care pot fi cu doua
racorduri fixe (fig. 4.4) sau fara robinete de inchidere (STAS 698), care pot fi cu cot
simplu sau dublu.
Firmele straine (CIA-Italia; HS Control System Limited Anglia etc.) produc hidranti subterani cu diametre nominale de 50, 70,80, 100, 125 si 150 mm, precum si
intreaga garnitura de robinete si racorduri pentru alimentarea cu apa de la retea,
respective de la motopompe. dublu.
b. Hidranti supra terani de incendiu. Hidrantii supraterani prezinta mai mare
siguranta in exploatare decat hidrantii subterani., putand fi usor identificati si racordati
rapid la sursele de alimentare cu apa (inclusive motopoompe) si la echipamentul de stins
incendii.
34
Hidrantii de suprafata pentru stingerea incendiilor produsi in tara (STAS 3479) se
executa cu diameter de 70 si 80 mm, pentru presiunea nominala de 10 bar (fig. 4.5). Se
folosesc pentru racordarea furtunelor sau autopompelor la instalatiile fixe.
Firmele straine (HAWLE Austria, CENTRO ITALIA ANTINCENDIU, CIA Italia, SAFETY & EMERGENCY SYSTEMS, SES ENGINEERING SUA si altele ) produc hidranti supraterani cu diametre nominale de 50, 70, 80, 100 mm, modelele
normal si scrt, cu A=350 mm si B=500, 700 si 100 mm, din inox, cu capul din fonta, ceea
ce le confera o maxima protectie anticorosiva.
4.2.3 Hidranti pentru stropit spatii verzi
Se executa in 3 marimi cu diametrele de 1/2; 3/4 si 1, pentru presiunea nominala de 6 bar, cu roata de manevra si corpul din fonta, iar restul pieselor din alama; sunt
prevazuti cu racord cu piulita olandeza si cu racord pentru furtun. Se monteaza la nivelul
terenului in cutii de protectie.
35
4.3 DIMENSIONAREA RETELELOR EXTERIOARE DE
ALIMENTARE CU APA RECE DIN ANSAMBLURI DE CLADIRI
4.3.1 Stabilirea tipurilor si numarului de puncte de consum alimentate cu
apa din retelele exterioare
La retelele exterioare de alimentare cu apa rece se pot racorda : hidranti exteriori
pentru incendiu; hidranti pentru stropit spatii verzi; hidranti pentru platforme de gunoi;
fantani de baut apa; fantani ornamentale cu jocuri de apa.
a. Hidrantiexteriori pentru incendiu. Numarul, tipul, amplasarea si debitul specific al hidrantilor exteriori pentru combaterea
incendiilor se stabilesc astfel incat, debitul de calcul al conductei de distributie a apei
pentru stingerea din exterior a incendiului ]/[ slQie sa fie asigurat pentru fiecare
compartiment de incendiu, tinand seama de schema adoptata pentru stingerea incendiilor
(cu pompe mobile sau linii de furtun racordate direct la hidrantii exteriori).
Numarul hidrantilor exteriori se determina astfel incat fiecare punct al cladirilor sa
fie atins de numarul de jeturi in functiune simultana, debitul insumat al acestora trebuind
sa asigure debitul de apa de incendiu prescris pentru fiecare tip de cladire.
Numarul de incendii exterioare simultane care poate avea loc pe teritoriile
intreprinderilor industriale se stabileste asfel :
- suprafata teritoriului este mai mica de 150 ha, un incendiu; - suprefata teritoriului este mai mare de 150 ha, se considera 2 incendii
simultane, alegand doua cladiri care necesita cele mai mari debite de apa de
incendiu;
- in zona industriala avand o suprafata mai mare de 150 ha, se afla mai multe intreprinderi industriale, fiecare cu incinta mai mica de 150 ha, alimentate cu
apa prin retele comune, retelele din fiecare incinta se calculeaza considerand
un singur incendiu, iar retelele comune pentru 2 incendii simultane care
necesita cele mai mari debite de apa;
- zone industriale cu suprefata mai mare de 300 ha, numarul de incendii simultane se stabileste de comun acord cu Inspectoratul General al
Pompierilor;
- depozite sau grupe de depozite de cherestea , busteni, traverse, lemne de foc si depozite de carbuni, avand o suprafata mai mare de 20 ha; se iau in calcul doua
incendii simultane, considerand doua sectoare diferite care necesita debitele
cele mai mari.
Numarul de incendii exterioare simultane pentru centre populate si zone
industriale, in cazul in care se asigura alimentarea cu apa rece prin retele comune, se
stabileste pentru:
- centre populate cu mai putin de 10 000 de locuitori si o zona industriala cu suprafata pana la 150 ha se considera un singur incendiu, la centrul populat sau
la zona industriala unde debitul de incendiu este cel mai mare;
- centrele populate cu populatia intre 10 000 si 25 000 de locuitori avand o zona industriala cu suprafata pana la 150 ha se considera doua incendii simultane,
unul la centrul populat si altul la zona industriala, sau amandoua la centrul
populat, daca rezulta din ultimul caz un debit mai mare;
36
- centre populate cu mai putin de 25 000 de locuitori si cu o zona industriala avand suprafata peste 150 ha se vor lua in calcul doua incendii simultane, unul
la centrul populat si altul la zona industriala sau ambele la centrul populat sau
zona industriala, corespunzator debitului de incendiu cel mai mare;
- centrele populate cu populatia egala sau mai mare de 25 000 de locuitori, avand o zona industriala cu suprafata mai mare de 150 ha numarul incendiilor
simultane si debitele de calcul se stabilesc separat pentru centrul populat, pe
baza
datelor din
tabelul 4.3
si separat
pentru zona
industriala,
dupa care
se
insumeaza
debitele de
apa pentru
incendiu.
Pentru centrele
populate di mediul
rural, conform
prevederilor
Normativului pentru
proiectarea si
executarea lucrarilor
de alimentare cu apa
si canalizare a
localitatilor din mediul rural (P 66), necesarul de apa pentru combaterea incendiilor se
stabileste astfel:
- 5 l/s pentru localitati avand pana la 5 000 locuitori, la care debitul maxim orar pentru nevoi gospodaresti este egal sau mai mare de 5 l/s;
- 10 l/s pentru localitati avand pana la 10 000 locuitori, la care debitul maxim orar pentru nevoi gospodaresti este egal sau mai mare de 10 l/s.
Daca debitul maxi orar pentru nevoi gospodaresti, la localitati avand pana la 5 000
locuitor, este mai mic de 5 l/s, necesarul de apa pentru combaterea incendiilor se asigura
printr-o rezerva de apa de 10 m 3 .
Repartizarea incendiilor simultane se face astfel incat un incendiu sa revina unei
suprafete locuita de cel mult 10 000 de locuitori.
Distanta medie d intre 2 incendii simultane se determina cu relatia :
pDd
10000 [m] (4.1)
in care, pD reprezinta densitatea populatiei, in numar de locuitori/ha.
Distanta de amplasare a hidrantilor exteriori de incendiu se stabilesc in functie de
raza de actiune a hidrantilor, care se considera de 120 m cand presiunea apei necesara la
37
hidranti este asigurata de reteaua exterioara, de 100150 m in cazul folosirii autopompelor. La stabilirea distantelor de amplasare a hidrantilor exteriori pentru
incendiu se tine seama si de faptul ca inaltimea cladirilor care pot fi protejate nu depasesc
45 m.
Presiunea minima la hidrantii exteriori de la care se intervine direct pentru
stingere, trebuie sa se asigure realizarea de jeturi compacte de minim 10 m lungime, teava
de refulare actionand in punctele cele mai inalte si indepartate ala acoperisului (stivelor)
cu un debit de 510 l/s. Presiunea minima (masurata la suprafata terenului) la hidrantii exteriori la care
interventia pentru stingere se asigura folosin pompe mobile, trebuie sa fie de minim 0,7
bar. Ca urmare, hidrantii de incendiu pot fi alimentati cu apadin retele exterioare avand
sarcina hidronamica, in punctual de record al hidrantului, .7,0 barHdisp
Hidrantii exteriori de incendiu ai retelelor de joasa presiune se amplaseaza la 2 m
de bordura partii carosabile a drumului; daca reteaua exterioara de alimentare cu apa este
amplasata intr-o zona verde, distanta de la bordura partii carosabile a drumurilor pana la
hidranti va fi de maximum 6 m.
Hidrantii exteriori de incendiu se monteaza la 5m de suprafata zidurilor cladirii si
la 10...15 m de sursele de caldura.
Pentru localitatile din mediul rural, conform prevederilor Normativului P 66, pe
portiunile de retele de alimentare care distribuie debitul maxim orar:
- < 5 l/s, nu se prevad hidranti de incendiu; - intre 5 si 10 l/s, se prevad 3 pana la 5 hidranti de incendiu amplasati la distante
de max. 500 m intre ei;
- > 10 l/s, se prevad 5 pana la 10 hidranti de incendiu amplasati la distante de max. 500 m intre ei.
In terenurile sensibile la umezire, pe langa distantele impuse de conditiile de
siguranta, se tine seama ca distanta fata de cladiri sa fie odata si jumatate inaltimea
stratului de pamant sensibil la umezire.
b. Hidranti pentru stropit spatii verzi Numarul de hidranti se stabileste prin amplasarea lor, distanta dintre doi hidranti
fiind de 130...140 m, tinand seama de raza de actiune a unui hidrant ( numeric egala cu
lungimea furtunului care este de 100m), astfel incat fiecare punct sa fie atins de jetul de
apa, asigurandu-se stropirea intregului spatiu verde. Suprafata de udat care ii revine unui
hidrant este de circa 2 ha, si se calculeaza ca fiind suprafata unui patrat inchis intr-un cerc
cu raza egala cu raza de actiune a unui hidrant, care este de 100 m. Debitul specific hgq al
unui hhidrant de gradina cu diametrul nominal nD 20 mm este de 0,60 l/s, iar al unui
hidrant cu nD 25 mm de 0,80 l/s. Intensitatea medie de stropire hgi a spatiilor verzi,
aleilor si drumurilor este hgi 1,65...2,2 l/m2 zi.
Numarul de hidranti in functiune simultana pentru stropitul unei suprafete date, S,
in 2m , se calculeaza cu relatia:
hg
hg
q
Sin (4.2)
38
in care valoarea lui hgq se exprima in l/zi.
Numarul de hidranti de gradina in functiune simultana de pe un tronson de
conducta de alimentare cu apa al retelei exterioare va fie gal cu numarul de hidranti
racordati la tronsonul respective, darn u mai mare decat numarul de hidranti in functiune
simultana din ansamblul de cladiri considerat, calculate cu relatia (4.2).
c. Fantani de baut apa Se prevad in locuri special amenajate, in curtile scolilor, gradinitelor de colpiii,
terenurilor de sport, fabricilor, atelierelor etc., numarul lor determinandu-se in functie de
numarul persoanelor care le folosesc (STAS 1478).
4.3.2 Debite specifice de calcul pentru dimensionarea conductelor exterioare
de distributie a apeireci in ansambluri de cladiri
a. Debite specifice La un hidrant exterior pentru incendiu se
considera de 5 l/s. In lipsa unor masuratori asupra
variatiei debitului hidrantilor de incendiu exteriori
fara furtun, in functie de presiunea din reteaua de
alimentare cu apa, se utilizeaza datele prezentate in
nomograma din figura 4.6. La hidrantii portativi cu
cot dublu, cu diametrul de 70 mm, se obtine un debit
de 10 l/s la o presiune disponibila de 50 Pa,
asigurandu-se astfel
Top Related