Menara air: prinsip operasi, tujuan, karakteristik

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Menara air adalah desain paling sederhana yang dirancang untuk pengaturan otomatis aliran dan tekanan air dalam sistem pemipaan. Prinsip sederhana pengoperasian menara air menentukan penggunaannya secara luas.

Jenis menara air

Desain seperti itu telah digunakan oleh umat manusia selama beberapa abad. Puncak popularitas mereka jatuh pada akhir abad ke-19 - paruh pertama abad ke-20. Pada saat itu digunakan di depot dan stasiun untuk melayani lokomotif uap. Sejak itu, mereka kehilangan arti pentingnya, tetapi masih digunakan, misalnya, untuk pasokan air otonom ke daerah pinggiran kota atau perusahaan industri.

Menara air pertama dibangun terutama dari bata merah, lebih jarang dari kayu. Kemudian struktur beton bertulang muncul. Pada paruh kedua abad ke-20, ilmuwan Rozhnovsky mengusulkan desainnya dari lembaran baja.

Menara Rozhnovsky terlihat sangat mirip dengan granat dengan pegangan. Diameter dasar menara air 1,5-2 kali lebih kecil dari diameter tangki. Keuntungan dari desain ini adalah kecepatan perakitan yang tinggi (silinder berlubang dilas dari lembaran baja) dan pemasangan yang mudah di lokasi, serta bobot yang relatif rendah.

Sekarang untuk pasokan air, tangki individu dalam bentuk tangki logam volumetrik paling sering dipasang. Kolom baja atau beton bertulang digunakan sebagai penyangga.

Prinsip menara air

Pengoperasian menara air tidak akan mungkin terjadi jika bukan karena fenomena pemerataan tekanan dalam bejana penghubung, atau kesetimbangan hidrostatik. Di bawah pengaruh gravitasi, air dalam tangki memindahkan cairan dari pipa sampai tekanan di tangki menjadi sama dengan tekanan dalam sistem perpipaan. Ini adalah dasar pengoperasian menara air sebelum munculnya pompa listrik.

Dengan munculnya pompa listrik, skema kerjanya agak berubah. Jika sebelumnya mereka adalah sumber utama air dalam sistem, sekarang mereka mulai memainkan peran cadangan. Stasiun pompa bertindak sebagai "pemasok" air, yang memasok tekanan melalui sistem pipa langsung ke konsumen.

Pada saat yang sama, pompa memompa air ke tangki menara sampai penuh atau otomatis bekerja. Pada saat beban puncak, ketika konsumsi air maksimum, dan stasiun pompa tidak dapat mengatasi pekerjaan, katup tangki terbuka, dan air mulai mengalir ke sistem dari cadangan. Ini terjadi sampai stasiun pasokan air kembali mulai mengatasi tugasnya. Setelahseluruh siklus berulang.

Elemen menara air

Terlepas dari jenis dan prinsip pengoperasiannya, menara air ini terdiri dari 5-6 unit. Jumlah elemen dapat bervariasi secara signifikan dan ditentukan oleh tujuan fasilitas, lokasinya, keterpencilan sumber utama, kualitas air dan kriteria lainnya.

Dengan satu atau lain cara, setiap menara berisi:

1. Tank - tangki baja, beton bertulang atau plastik dengan kapasitas beberapa puluh hingga beberapa ribu meter kubik.
2. Penyangga - rangka atau struktur monolitik yang terbuat dari beton bertulang, balok baja atau bata merah dengan ketinggian tidak lebih dari 25-30 meter. Itu harus menjaga tangki di atas level setiap konsumen.
3. Pasokan air vertikal - pipa pasokan yang berasal dari sumber dan outlet, dengan diameter 200 m, yang dipasang ke sistem pasokan air.
4. Lubang ventilasi - di foto menara air ditunjukkan dengan panah. Penting untuk menjaga volume udara di dalam tangki dan mencegah genangan air.
5. Stasiun pompa dengan sistem kontrol adalah struktur terpisah, biasanya terletak di atas sumbernya.

Sistem penyaringan dengan berbagai tingkat pemurnian air dapat dimasukkan ke dalam desain menara air, serta unit otomatisasi untuk mengontrol level cairan dan mencegahnya jatuh ke nilai kritis.

Fungsi utama menara air

Dari prinsip pengoperasian menara air mengikuti fungsi utamanya -penyelarasan jadwal kerja stasiun pompa. Bayangkan situasi dimana pompa mensuplai air secara langsung, tanpa perantara berupa menara air.

Atas permintaan masing-masing konsumen, itu hidup dan mati, yaitu bekerja dengan kacau. Akibatnya, keausan mekanismenya meningkat, konsumsi energi menjadi tidak merata, yang meningkatkan beban pembangkit listrik.

Akibatnya, perusahaan jasa terpaksa mengeluarkan uang untuk perbaikan yang mahal. Untuk mencegah semua ini terjadi, mereka memasang menara air.

Fungsi kedua adalah untuk menjaga tekanan di dalam pipa. Air yang terletak pada ketinggian yang cukup besar, di bawah pengaruh gravitasi itu sendiri menciptakan tekanan yang diperlukan dalam sistem. Akibatnya, beban dipindahkan dari stasiun pompa.

Tujuan tambahan

Tujuan dan prinsip pengoperasian menara air lainnya terkait erat. Air di sumbernya sangat jarang memenuhi standar sanitasi yang ditetapkan, sehingga jika digunakan untuk kebutuhan rumah tangga atau untuk minum, menara air digunakan sebagai pabrik penyaringan.

Filter kasar dibangun ke dalam sistem pipa pasokan, yang menjebak logam berat, besi dan oksida timbal, pasir, dan polutan lainnya. Di dalam tangki, perapian mengendap dan menjadi lebih bersih. Sistem kartrid pembersih yang dipasang pada pasokan air dapat memurnikan air dari bakteri patogen, mengantarkan kekepada konsumen produk yang sangat murni.

Pembuatan pasokan air darurat, yang dapat digunakan jika terjadi kegagalan saluran air atau kebakaran, adalah fungsi tambahan lain dari menara air.

Pekerjaan menara dengan pompa otomatis

Prinsip pengoperasian menara air dengan pompa otomatis praktis tidak berbeda dengan skema kerja yang kami jelaskan sebelumnya. Satu-satunya pengecualian adalah kenyataan bahwa dalam sistem seperti itu tidak ada stasiun pompa seperti itu. Fungsinya dilakukan oleh pompa listrik kompak.

Ketika ketinggian air di tangki turun di bawah nilai ambang batas, sistem otomatisasi mengirimkan sinyal, dan pompa mulai memompa air ke dalam tangki. Setelah tangki penuh, tunggu sampai level cairan turun lagi.

Sistem seperti ini paling sering digunakan di daerah pribadi dan pinggiran kota. Pelampung bertindak sebagai indikator level cairan, yang, jatuh hampir ke bagian paling bawah, menutup kontak dan memberikan sinyal ke relai, jika tidak, ia sudah mengontrol pengoperasian pompa.

Definisi karakteristik

Agar sistem dapat menjalankan tugasnya dengan baik, ketinggian menara air harus lebih tinggi dari ketinggian struktur servis lainnya. Itulah sebabnya tangki air sering terlihat di atap gedung bertingkat (terutama di film-film Amerika). Jika kondisi ini tidak terpenuhi, maka genangan air di tangki mungkin terjadi.

Parameter penting lainnya dari menara air adalah volume tangki yang berfungsi. Indikator ini ditentukan oleh diagram alirair oleh konsumen. Biasanya ukuran wadah dipilih agar cairan yang terkumpul cukup untuk digunakan sepanjang hari. Dalam hal ini, pompa hanya akan menyala pada malam hari, yang akan mengurangi beban pada jaringan listrik.

Fitur desain pondasi

Tinggi menara dan volume tangki secara langsung mempengaruhi biaya menara. Dan kita tidak berbicara banyak tentang biaya struktur pendukung dan reservoir, tetapi tentang harga pondasi. Sebelum memilih jenis dan kedalaman pondasi, perhitungan dilakukan tidak hanya untuk beban statis, tetapi juga untuk beban dinamis - selama pengisian tangki, getaran dapat terjadi yang akan membuat struktur tidak seimbang.

Stabilitas juga dihitung dengan mempertimbangkan pengaruh beban angin. Semakin tinggi menara, semakin akan menyimpang dari bidang vertikal dalam angin kencang dan kencang. Berayun, menara akan mulai "mengganggu" air, gelombang akan muncul yang akan meningkatkan tekanan izin menara air di pangkalan beberapa kali. Akibatnya, struktur akan runtuh.

Karena itu, ketika memasang bahkan rumah pedesaan, jangan abaikan bantuan para profesional. Dengan mengeluarkan uang sekarang, Anda dapat memiliki ketenangan pikiran tentang keandalan dan kinerja menara air Anda di masa depan.