Ρόλος αερεξαγωγού σε καταθλιπτικό δίκτυο λυμάτων

[AlexisPap]

Φυσικά οι αερεξαγωγοί (πρέπει να) είναι και πληρωτές αέρα ...τουλάχιστον όταν δουλεύουν σωστά...

 

Το ενδεχόμενο πρόβλημα δεν θα είναι στην πρώτη πλήρωση του δικτύου, αλλά στην επανεκκίνηση. Έστω ότι το δίκτυο είναι πλήρες και σταματάει η κυκλοφορία. Η βαλβίδα αντεπιστροφής δεν επιτρέπει την εκκένωση και τα λύματα (ή τέλος πάντων το υγρό μένει στάσιμο). Για Χ λόγους (που στην περίπτωση των λυμάτων είναι προφανείς) συγκεντρώνονται αέρια στα άνω 5m των /\/\/\/\/\.../\. Η αντλία κατά την εκκίνηση πρέπει να αντιμετωπίσει το υδροστατικό μανομετρικό + 10*2*5m λόγω του αέρα (δέκα /\ * 5m ύψος αέρα * 2 για να μετατραπεί σε στήλη νερού).

 

Θα μου πεις ότι λόγω της συμπιεστότητας των αερίων και της μεγάλης αδράνειας του νερού ("υγρού") στα 10km τα πράγματα δεν είναι έτσι αλλά αρκετά ευνοϊκότερα... Όμως ο αέρας παραμένει ένα πρόβλημα.

 

Τώρα, με τα νούμερα που έβαλες -και έβαλα- το πιθανότερο είναι ότι το δίκτυο θα ξανά-ξεκινήσει. Όμως υπάρχει και άλλο ένα πρόβλημα. Ο εγκλωβισμένος αέρας θα οδηγήσει σε πολύ υψηλές ταχύτητες το νερό όταν αυτό πλησιάζει στην έξοδο. Αν πράγματι μιλάμε για Φ200 -και πιθανώς για τοπικές ταχύτητες > 10m/sec- μπορεί να έχουμε ζημιές σε στοιχεία του δικτύου λόγω ταχύτητας...

 

Εμπάσει περιπτώσει, στα καταθλιπτικά δίκτυα θέλουμε ο αέρας να μπαινοβγαίνει ελεγχόμενα και χωρίς να εμπλέκεται στις συνθήκες ροής... από 'κει και πέρα, πολλά δίκτυα μπορούν να λειτουργήσουν και χωρίς αυτούς.

 

Υ.Γ: Εδώ που μένω η κεντρική στήλη της θέρμανσης δεν έχει εξαερωτηράκι και όμως ο κυκλοφορητής καταφέρνει και "κάνει κουμάντο" τον αέρα...

[CostasV]

Για Χ λόγους (που στην περίπτωση των λυμάτων είναι προφανείς) συγκεντρώνονται αέρια στα άνω 5m των /\/\/\/\/\.../\.

Είχα πει ότι τα ανηφορικά (αλλά και τα κατηφορικά) τμήματα έχουν ΔΗ=20 m. (Η συνολική υψομετρική διαφορά μεταξύ αρχής και τέλους του αγωγού είναι μηδέν μέτρα.)

Για να συγκεντρωθούν αέρια σε ποσότητα που να καλύπτει τα άνω 5 m κάθε /\, το βλέπω απίθανο. Αλλά ας υποθέσουμε ότι συμβαίνει.

 

Η αντλία κατά την εκκίνηση πρέπει να αντιμετωπίσει το υδροστατικό μανομετρικό + 10*2*5m λόγω του αέρα (δέκα /\ * 5m ύψος αέρα * 2 για να μετατραπεί σε στήλη νερού).

Η ανλία θα πρέπει να καλύψει μόνο τα 20 m του πρώτου ΔΗ, και από κει και μετά για τα ανεβοκατεβάσματα αναλαμβάνει η βαρύτητα. Η αντλία θα πρέπει να καλύψει μόνο τις τριβές, ανάλογα με την ταχύτητα και τις τοπικές απώλειες λόγω βαλβίδων κτλ

 

Για Φ200 με ταχύτητα 1m/sec η παροχή βγαίνει περίπου 113 m3/h.

 

O αέρας σε τέτοιες ταχύτητες, μπορεί (ανάλογα και με την περιεκτικότητα του σε αέρα) να διαλύσει μικροποσότητες αέρα και να εκβάλλει κάποιο μέρος της αέριας φάσης (που ξανα-απελευθερώνεται από το νερό όταν μένει στάσιμο).

 

Αλλά τι εννοείς με το : Ο εγκλωβισμένος αέρας θα οδηγήσει σε πολύ υψηλές ταχύτητες το νερό όταν αυτό πλησιάζει στην έξοδο.

[AlexisPap]

...Για να συγκεντρωθούν αέρια σε ποσότητα που να καλύπτει τα άνω 5 m κάθε /\, το βλέπω απίθανο. Αλλά ας υποθέσουμε ότι συμβαίνει...[...]...Η ανλία θα πρέπει να καλύψει μόνο τα 20 m του πρώτου ΔΗ, και από κει και μετά για τα ανεβοκατεβάσματα αναλαμβάνει η βαρύτητα. Η αντλία θα πρέπει να καλύψει μόνο τις τριβές, ανάλογα με την ταχύτητα και τις τοπικές απώλειες λόγω βαλβίδων κτλ...

 

Αν είναι λύματα τα 5m είναι και λίγο... Δεν είναι τα 20m... Είναι 10/P1 στον πρώτο θύλακα + 10/P2-2*10(1-1/P1) στον δεύτερο+... όπου Pi η πίεση σε κάθε θύλακα:

 

...O αέρας σε τέτοιες ταχύτητες, μπορεί (ανάλογα και με την περιεκτικότητα του σε αέρα) να διαλύσει μικροποσότητες αέρα...

είναι γεγονός...

 

...Αλλά τι εννοείς με το : Ο εγκλωβισμένος αέρας θα οδηγήσει σε πολύ υψηλές ταχύτητες το νερό όταν αυτό πλησιάζει στην έξοδο.

 

Ο αέρας είναι συμπιεστός. Καθώς ο θύλακας αέρα πλησιάζει στο τέλος της διαδρομής ωθεί το νερό που προπορεύεται και, καθώς η κλίση της γραμμής ενέργειας είναι μικρή, μετατρέπει την συσσωρευμένη δυναμική ενέργεια (λόγω της συμπίεσης) σε κινητική ενέργεια του νερού... Σε Φ200 τα 10m αέρα που συμπιέστηκαν στα 3bar έχουν δυναμική ενέργεια 30957Joule, ενέργεια ικανή να επιταχύνει τα τελευταία 20m νερού (320kg) σε τελική ταχύτητα 10m/sec.

Είναι αυτό που παρατηρούμε στα σπίτια μας όταν ανοίξουμε την βρύση έπειτα από διακοπή... μόνο που άλλο η σωλήνα ½'' και άλλο η Φ200.

 

Υ.Γ: Οι υπολογισμοί προφανώς είναι χονδροειδείς και δεν ασχολούνται καθόλου με τον δυναμικό χαρακτήρα του φαινομένου... Απλά για να δείξω ότι γενικά δεν είναι καλό πράγμα ο αέρας, όχι για να καταλήξουμε σε υπερβολές...

[CostasV]

Η συζήτηση μαζί σου είναι πάντα ενδιαφέρουσα! Ομολογώ ότι δεν το είχα σκεφτεί!

 

Αλλά μπορεί να "απελευθερωθεί" τέτοια ποσότητα από αέρια μέσα στον αγωγό, όταν αυτός βρίσκεται υπό πίεση ας πούμε 1-2 bar (g) στο ανώτερο σημείο των θυλάκων; Ακόμη και αν παραμείνει στάσιμος για πολλές ημέρες ...

[AlexisPap]

Ευχαριστώ για το κοπλιμέντο

 

Δεν το έχω δοκιμάσει, για να είμαι ειλικρινής. Ξέρουμε ωστόσο ότι η αναερόβια σήψη βγάζει αέρια... Η σήψη δεν σταματάει με την πίεση (απ' όσο γνωρίζω τουλάχιστον).

 

Τέλος πάντων, ο προβληματισμός είναι γενικότερος... θα μπορούσε να είναι αέρας που αναρροφήθηκε από την αντλία και εισήλθε στο δίκτυο με μορφή μικρό-φυσαλίδων, για να διαχωριστεί όταν σταματήσει η ροή. Ή ο,τι άλλο. Απλά ήθελα να δείξω ότι γενικά ο αέρας δεν μας αρέσει στα καταθλιπτικά δίκτυα.

 

Προσωπικά της μικρές εγκαταστάσεις ανύψωσης λυμάτων (που δεν έχουν μήκος 10km!!!) τις προτιμώ χωρίς βαλβίδα αντεπιστροφής, ώστε ο σωλήνας να αδειάζει όταν σταματάει η αντλία. Επίσης χωρίς αερεξαγωγούς...

[nikmmech]

Και για να δώσω κι εγώ μια άλλη διάσταση, επειδή ακριβώς υφίσταται και αναερόβια ζύμωση και παράγεται βιοαέριο, σε ικανές συγκεντρώσεις και κατάλληλες πιέσεις μπορεί να δημιουργηθεί εκρηκτικό μίγμα και φαινόμενα αυταναφλέξεων με ότι συνέπειες μπορεί να έχουν αυτές. Συνεπώς πρέπει να υπάρχει διάχυση στην ατμόσφαιρα της παραγόμενης ποσότητας βιοαερίου.

[CostasV]

Τέλος πάντων, ο προβληματισμός είναι γενικότερος... θα μπορούσε να είναι αέρας που αναρροφήθηκε από την αντλία και εισήλθε στο δίκτυο με μορφή μικρό-φυσαλίδων, για να διαχωριστεί όταν σταματήσει η ροή. Ή ο,τι άλλο. Απλά ήθελα να δείξω ότι γενικά ο αέρας δεν μας αρέσει στα καταθλιπτικά δίκτυα.

 

Μπορεί κάποιος να μας πει εάν είναι πιθανή η απελευθέρωση ποσότητας αέριας φάσης (είτε από διαλυμένο αέρα, είτε από παραγωγα σήψης) σε αναλογία 1:100; Δηλαδή για 100 μέτρα αγωγού υγρών λυμάτων να σχηματισθεί 1 μέτρο αγωγού αέριας φάσης, και όχι απλώς να σχηματισθούν φυσαλίδες στα τοιχώματα του αγωγού;

 

Για να σχηματισθεί εκρηκτικό μίγμα, απαιτείται ικανή ποσότητα οξυγόνου. Εχω την εντύπωση ότι η πιθανή είσοδος οξυγόνου από τον ατμοσφαιρικό αέρα (μέσα από μία αυτόματη βαλβίδα) θα δημιουργούσε μεγαλύτερο κίνδυνο (όσον αφορά τον σχηματισμό εκρηκτικού μίγματος μέσα στον αγωγό, αλλά επίσης και έξω από αυτόν κατά την εκτόνωση του βιοαερίου προς το περιβάλλον) σε σχέση με τον κίνδυνο που υπάρχει χωρίς την παρουσία αερεξαγωγών.

[tsak1]

Επειδή στην προηγούμενη απάντησή μου ήμουν λίγο βιαστικός και τα είπα επιγραμματικά, ας εξηγήσω γιατί θεωρώ την τοποθέτηση εξαεριστικών απαραίτητη.

 

Αέρας θα συγκεντρωθεί στον αγωγο ανεξάρτητα από το αν είναι νερού ή λυμάτων. Δημιουρείται κατά το σταμάτημα της αντλίας λόγω του πλήγματος (ακόμη και αν υπάρχει αντιπληγματική). Η πίεση κορεμού του υγρού είναι κοντά στην ατμοσφαιρική. Λόγω του πλήγματος έχουμε σημεία του αγωγού όπου η πίεση πέφτει χαμηλότερα από την ατμοσφαιρική και σε μερικές περιπτώσεις κάτω και από την πίεση ατμών. Τότε και απελευθερώνεται σημαντική ποσότητα αέρα, που συσωρεύεται στα ψηλά σημεία.

 

Οσο για τα αέρια που παράγονται στο λύμα αυτά είναι κυρίως υδρόθειο (αν ο χρόνος αδράνειας του αντλιοστασίου είναι μεγάλος) και όχι βιοαέριο, που για να παραχθεί απαιτεί συνθήκες που δεν υπάρχουν σε καταθλιπτικούς αγωγούς.

 

Ανεξάρτητα από τη φύση του αερίου, οι θύλακές του δημιουργούν πρόβλημα στην λειτουργία του δικτύου. Κατά τη λειτουργία του αντλιοστασίου στα σημεία που έχει εγκλωβιστεί αέρας δημιουργούνται πλήγματα με απρόβλεπτες συνέπειες, ειδικά αν ο συμπιεσμένος αέρας περάσει από κάποια βάνα του δικτύου.

 

@AlexisPap

Καταθλιπτικός δίχως αντεπίστροφο ίσως δημιουργήσει τα εξής:

1. Αγωγός 1 Km Φ200 έχει όγκο 30 μ³. Αν τόσος είναι και ό όγκος αναρρόφησης του αντλιοστασίου η αντλία θα λειτουργεί για να γεμίζει τον αγωγό που μόλις άδειασε.

2. Στο ξεκίνημα με άδειο καταθλιπτικό ίσως η αντλία βρεθεί έξω από την καμπύλη λειτουργίας της. Και αν αυτό γίνεται συνέχεια δεν την βλέπω να ζει και πολύ.

Αν βέβαια όταν λες μικρές εγκαταστάσεις εννοείς οικιακές εγκαταστάσεις, πάω πάσο.

[AlexisPap]

@AlexisPap

Καταθλιπτικός δίχως αντεπίστροφο ίσως δημιουργήσει τα εξής:

1. Αγωγός 1 Km Φ200 έχει όγκο 30 μ³. Αν τόσος είναι και ό όγκος αναρρόφησης του αντλιοστασίου η αντλία θα λειτουργεί για να γεμίζει τον αγωγό που μόλις άδειασε.

2. Στο ξεκίνημα με άδειο καταθλιπτικό ίσως η αντλία βρεθεί έξω από την καμπύλη λειτουργίας της. Και αν αυτό γίνεται συνέχεια δεν την βλέπω να ζει και πολύ.

Αν βέβαια όταν λες μικρές εγκαταστάσεις εννοείς οικιακές εγκαταστάσεις, πάω πάσο.

 

Προφανώς ισχύουν όλα όσα λές, περιλαμβανομένης της τελευταίας παρατήρησης. Ακόμη και οι αστικές εγκαταστάσεις ανύψωσης λυμάτων σπάνια ξεπερνάν σε μήκος τις λίγες δεκάδες μέτρα (συνήθως παρεμβάλλονται μεταξύ δικτύων ελεύθερης ροής, ακριβώς για αντιμετωπιστεί το ζήτημα του αερισμού).

[3dio]

Ο καταθλιπτικός αγωγός έχει μήκος περίπου 1500m, με ενιαία κλίση, χωρίς υψομετρικές διαφορές. Ο μηχανικός που έκανε τη μελέτη προέβλεψε τον αερεξαγωγό μόνο και μόνο λόγω μεγάλου μήκους αγωγού. Η αντλία στη χαμηλότερη παροχή έχει μανομετρικό περίπου 50m. Ο αγωγός είναι Φ90.