理工论文现有便器冲水装置节水性的理论分析

《理工论文现有便器冲水装置节水性的理论分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、现有便器冲水装置节水性的理论分析现有便器冲水装置节水性的理论分析是小柯论文网通过网络搜集，并由本站工作人员整理后发布的，现有便器冲水装置节水性的理论分析是篇质量较高的学术论文，供本站访问者学习和学术交流参考之用，不可用于其他商业目的，现有便器冲水装置节水性的理论分析的论文版权归原作者所有，因网络整理，有些文章作者不详，敬请谅解，如需转摘，请注明出处小柯论文网，如果此论文无法满足您的论文要求，您可以申请本站帮您代写论文，以下是正文。摘要：首先应用力学基本理论，结合大小便的特点及生活常识,分析大小便冲洗运动过程，探讨节水冲洗途径；然后运用分析

2、结果，深入探究现有便器冲水装置在节水方面存在的不足，最后指明新型科学节水便器冲洗装置所应具备的特点。　　关键词：便器冲洗装置；节水；理论分析　　　　中国是世界13个严重缺水国家之一,人均拥有淡水量居世界第88位,人均水资源拥有量为2370m3,约为世界平均水平的1/4[1]。当前,全国600多座城市缺水,日缺水量达1600万m3[2],每年因缺水影响工业生产值2300亿元[3]。随着我国社会和经济的发展，水的缺口越来越大，,严重缺水将是中国21世纪可持续发展的重大制约因素之一，节水势在必行。　　2006年全国用水消耗总量3042亿m3，其

3、中生活耗水占12.2%，城镇生活耗水率（消耗量占用水量的百分比）为29%[4]。在生活用水量中，便器冲洗水量占30%-40%[5]，因此如果能在便器节水冲洗上能有突破，不仅能减少污水排放，而且还会创造巨大的经济效益和社会效益。　　　　1大便冲洗时的受力及运动分析　　　　大便冲洗时的特点是重量大，阻力大，所需的冲击力大，附着面积通常较小。为了便于分析，将大便抽象为图1所示方形重物。在大便由静止运动至下水道过程中，水平方向受水的冲击力F，便器壁面对大便的摩擦阻力f；垂直方向受大便自重G与便器壁面对大便的支撑力N。　　整个冲洗过程分为如下四个阶

4、段：　　　　⑴在冲水前，大便处于静止状态；⑵冲水过程中，大便由静止开始运动，其摩擦力f由静摩擦力变为动摩擦力，由于静摩擦系数大于动摩擦系数[6]，阻力f由大变到小；⑶大便冲入下水道后，接下来水的作用主要是冲洗附着在壁面上的大便；⑷大便冲洗干净后，冲水的最后作用是在下水道的弯头上产生虹吸，吸走大便，并形成新的封水弯头。　　上述四个阶段的摩擦阻力f---时间t的近似关系如下图2所示：　　　　由上图可知，在冲水量相同的情况下，如果能缩短t1的时间，使大便尽快由静止开始运动，同时如果能提高大便运动速度，就可缩短t2的时间，相应增长t3冲洗残余时间

5、，提高冲洗效果；相反如果要达到相同冲洗效果，缩短t1+t2+t3+t4，就能减少冲水量，节约用水；　　生活中经常看到由于水压不够，冲击力低而导致上图中t1时间很长，间接导致t2、t3、t4时间过长，严重浪费水资源。　　提高水的出水压力就能提高水的冲击力，达到节水和增强冲便效果。在相同的冲便效果下，最节水的冲便装置是使水冲击力顺应上图化的规律。　　　　2小便冲洗分析　　　　除大便以外的脏物都等同于小便，其特点是重量轻，阻力小，所需的冲击力也小，但是其附着面积大，冲洗时需扫过的面积大，相当于表面冲洗，冲洗分为三个阶段，如图3所示：　　　　⑴在

6、冲水前，脏物处于静止状态，附着面积最大；⑵冲水过程中，脏物面积随水的扫过时，面积逐渐减少；⑶脏物冲入下水道后，剩余的水有一个作用，就是下水道的弯头上产生虹吸，吸走脏物，并形成新的封水弯头。　　由上图可知，如果提高水流速度，使水在较短的时间里扫过脏物的附着面积，缩短t1就可以节水；同时水的冲击力大，有效的清除附着在壁面的脏物，增强冲洗效果。　　　　3现有便器冲洗机构节水性分析　　　　综合前面论述，提高水的冲击速度，是节水的关键。要提高水的冲击速度，就要提高水压，很显然不能盲目要求自来水厂提高其送水的压力，送水的管网系统有其能承受的最大压力，

7、各种阀门接头也有其承受的最大压力，不能超过这一极限压力。为达到节水和增强冲便效果的目的，应该充分利用水厂的供水压力，提高水的冲击力。　　现有便器冲洗装置有两大类，一类是水箱式，另一类是阀门式。小便器只是公共场所男士们用，女士大便和非大便都共用一个便器。　　3.1水箱式冲洗装置节水性分析　　水箱式冲洗装置如图4所示。根据建设部发布的强制性条文规定，马桶每次冲洗周期大便冲洗用水量不大于6升。当水压为0.3Mpa时，大便冲洗用产品，一次冲水量为6升至8升，小便冲洗用产品一次冲水量2升至4升，这种冲水是利用水的自重所产生的冲击力来冲便的，这种冲水

8、并不真正节水，并不科学。　　此类冲水装置的水压力P-时间t关系如下图5所示：　　　　AB段为储水箱水满后的压力，其储水高度低于自来水进入储水箱所提供的压力FG。　　BC段为大便充水时的水压变化