一種真空排水管道的氣液兩相提升段的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及真空排水領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種真空排水管道的氣液兩相提升段。
【背景技術(shù)】
[0002]真空排水系統(tǒng)是一種利用真空排水管道中的負壓梯度進行污水收集和輸送的排水系統(tǒng)。與重力排水或壓力排水不同，真空排水管道對污水的輸送需要依靠管道中的空氣(氣相)對污水(液相)的攜帶作用，單位體積的污水往往需要2?12倍體積的空氣。真空排水系統(tǒng)的大部分能耗也用于將這些用來輸送污水的空氣排出系統(tǒng)。
[0003]“鋸齒形”縱斷面是真空排水管道常見的鋪設方式。鋸齒形的真空排水管道由若干個以一定坡度(例如0.2% )向下傾斜的“下降段”以及隨后的向上傾斜的“提升段”組成。每個提升段由兩個45°彎頭和一根直短管組成。相比下降段，提升段污水的流動完全依靠快速流動的空氣對污水的攜帶作用，是真空排水管道輸送效率的重要影響因素。
[0004]提升段污水與氣體流動存在多種流型，其中以彈狀流(段塞流)對污水的輸送效率最高。但由于液體(污水)的表面張力在不同管道管徑下的表征程度不同。在小管徑(如50mm)下彈狀流更容易形成(極端情況如毛細現(xiàn)象)，輸送效率較高。隨著管徑增大，彈狀流變得不容易形成，輸送效率降低。當管徑較大(如300mm)時，氣體傾向于穿過(而非攜帶)污水形成“周圍為液體，中間為氣體”的環(huán)狀流。近年來關(guān)于氣液兩相流的研宄已經(jīng)表明:大通道內(nèi)的氣液兩相流動不同于常規(guī)通道。當通道的水力直徑超過一定值時，由于泰勒不穩(wěn)定性，兩相流動過程中彈狀氣泡無法穩(wěn)定存在，流型中不會出現(xiàn)彈狀流。同時，學者們還提出了區(qū)分大通道和常規(guī)通道的臨界尺寸判別方法。其中，判斷是否能夠形成彈狀流的臨界尺寸與通道的水力直徑存在關(guān)系。需要特別指出的是，在流動介質(zhì)等其他條件不變的情況下，當通道的水力直徑增大時，彈狀流變得不易形成，反之更容易形成。
[0005]實際上，基于效率等因素考慮，常規(guī)真空排水管道的管徑一般不大于300mm，否則輸送效率會大大低于較小管徑(小于200mm)的情況。然而，出于壓力損失考慮，一定直徑真空排水管道所能輸送污水的流量是有限的。例如，我國規(guī)范CECS 316-2012規(guī)定DN250管徑的真空排水管道的服務人口最大為3000人。而實際應用中，為了輸送更大流量的污水，既有方法是用多根真空排水管道，這需要更多管材、更寬的管溝，最終增加了建設投資和維護費用。
[0006]因此，如何設計一種全新的排水管道結(jié)構(gòu)，來提高管徑大于200mm的污水管道輸送能力，是本領(lǐng)域技術(shù)人員函需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種真空排水管道的氣液兩相提升段。本實用新型所提供的兩項提升段，通過改變變形段與恢復段的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了200mm以上真空排水管道的高效排污。
[0008]為了達成上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種真空排水管道的氣液兩相提升段，包括:
[0010]具有入口端和出口端的變形段；
[0011]具有入口端和出口端的上升段；
[0012]具有入口端和出口端的恢復段；
[0013]其中，變形段的出口端與上升段的入口端相連通，上升段的出口端與恢復段的入口相連通；
[0014]所述上升段為傾斜向上設置，任一垂直于上升段中心線的上升段斷面的形狀完全相同，且從上升段通過的污水中夾帶的固體顆粒的粒徑不小于與所述變形段出口端相連接的真空排水管道的真空閥通過的污水中夾帶的固體顆粒的粒徑；上升段周長值的平方與面積值之比大于4倍圓周率。
[0015]優(yōu)選的，所述變形段從入口端到出口端的截面積相同。
[0016]優(yōu)選的，所述恢復段從入口端到出口端的截面積相同。
[0017]優(yōu)選的，所述變形段的入口端與恢復段的出口端的截面完全相同。
[0018]優(yōu)選的，所述變形段的出口端與恢復段的入口端的截面完全相同。
[0019]優(yōu)選的，所述恢復段出口端的底部低于恢復段的入口端的底部0.6*d，d為與恢復段連通的真空排水管道的直徑。
[0020]本實用新型的有益效果是:
[0021]1、使污水和氣體的兩相彈狀流更容易形成，可提高較大管徑(如200mm?300mm)的真空排水管道的輸送效率。
[0022]2、形成污水和氣體的兩相彈狀流形成的水力條件，擴大了現(xiàn)有真空排水管道的管徑使用范圍，使更大管徑(大于300mm)的真空排水管道的輸送效率與較小管徑相似。
[0023]3、本實用新型與現(xiàn)有真空排水管道完全兼容，可以方便地與現(xiàn)有管道連接。
【附圖說明】
:
[0024]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的部分實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本實用新型的應用狀態(tài)圖；
[0027]圖3是本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是本實用新型的一個實施例中過流斷面A和G的示意圖；
[0029]圖5是本實用新型的一個實施例中過流斷面B和F的示意圖；
[0030]圖6是本實用新型的一個實施例中過流斷面C、D和E的示意圖。
[0031]圖中，1.變形段，2.上升段，3.恢復段，4.真空排水管道。
【具體實施方式】
:
[0032]實施例1: 一種真空排水管道的氣液兩相提升段，包括:
[0033]具有入口端和出口端的變形段I ;
[0034]具有入口端和出口端的上升段2 ；
[0035]具有入口端和出口端的恢復段3 ；
[0036]其中，變形段I的出口端與上升段2的入口端相連通，上升段2的出口端與恢復段3的入口相連通；
[0037]所述上升段2為傾斜向上設置，任一垂直于上升段2中心線的上升段斷面的形狀完全相同，且從上升段2通過的污水中夾帶的固體顆粒的粒徑不小于與所述變形段I出口端相連接的真空排水管道4的真空閥通過的污水中夾帶的