¿Qué tan rápido caen los desechos sólidos en las tuberías de drenaje verticales?

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Algunos edificios son realmente altos, si tira el inodoro y el contenido entra en una tubería y hacia abajo, podría haber mucha energía, potencialmente suficiente para causar daños a la tubería de alcantarillado al final de la caída.

Sé que en mi casa, la tubería baja y luego hay una curva de 90 grados. Según Wikipedia, los cálculos para la velocidad de la Terminal tienen muchas variables, pero en esencia las cosas que están cayendo alcanzan la velocidad máxima rápidamente.

Cuando los sólidos caen directamente por una tubería de drenaje en un edificio de gran altura, ¿qué tan rápido caen? ¿Cuál es el potencial de las cosas que están cayendo para dañar las tuberías y cómo se aborda esto al diseñar la estructura?

James Jenkins
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No es una respuesta a la pregunta, pero esto me hace preguntarme cuánta energía podría recuperarse en un rascacielos si pudiera aprovechar la energía cinética de los desechos que caen.
Petrichor
@Petrichor suponiendo que la respuesta por footwet es correcta. La cantidad realista de recuperación de energía sería nula. La captura de energía ralentizaría la progresión y probablemente resultaría en bloqueos que tomarían más energía para eliminarse y luego se recuperarían. Recuerde que tanto los sólidos como los líquidos viajan en la misma tubería.
James Jenkins el
Estoy de acuerdo en que los sistemas existentes no podrían hacer frente a esto, solo estoy imaginando un sistema que en teoría podría hacerlo. Si tomamos aproximadamente 1/3 de la altura del Burj khalifa (dado que existen más habitaciones más abajo) y dada la estimación citada de aguas residuales por día desde el edificio es de 15 toneladas (supongo que esto incluye todos los líquidos y sólidos ) La energía potencial disponible a partir de esa altura asumida es 40.425 megajulios. Unos pocos supuestos ... pero eso es alrededor de 11 kWh ... suficiente para mantener un refrigerador / congelador funcionando durante aproximadamente un día y medio. Meh
Petrichor

Respuestas:

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Tenga en cuenta : no soy un diseñador de edificios de oficio, pero he tenido que investigar preguntas relacionadas por otros motivos.


Te contaré un secreto sucio sobre las líneas de saneamiento dentro de los edificios: la mayor preocupación no es qué tan rápido vuelan las cosas, sino mantener la presión del aire y proporcionar una ventilación adecuada.

Esta guía presenta algunos antecedentes históricos del diseño de edificios altos con respecto al diseño de sistemas de saneamiento. Esta presentación proporciona una perspectiva más reciente y aborda algunas de las investigaciones que están refinando los estándares actuales de construcción.

El punto de vista tradicional es que los desechos forman un flujo anular y tienen una velocidad terminal en el rango de 3 a 5 m / s . La investigación actual arroja algunas dudas sobre esos supuestos. El argumento es que el drenaje tiende a no ser estable. Y con múltiples flujos que contribuyen al flujo de salida, la velocidad real puede variar.

Pero como se mencionó, la verdadera preocupación es asegurarse de que el flujo de aire se equilibre y que las trampas de agua no soplen. Las personas no están tan preocupadas por lo que sucede con los desechos cuando salen, mientras no tienen que oler el proceso.

Típicamente, para edificios altos, se utiliza una chimenea de ventilación secundaria para proporcionar aire de ventilación adecuado a los accesorios en uso. Los códigos de construcción actuales en los EE. UU. Y el Reino Unido especifican tuberías de drenaje lo suficientemente anchas como para que siempre esté disponible un flujo de aire de equilibrio suficiente. La segunda presentación que vinculé entra en detalles sobre diferentes tamaños de tubería de drenaje y consideraciones para edificios muy altos como rascacielos.

sistema de ventilación secundaria

El secundario proporciona suficiente ventilación para que las ondas de presión generadas por el drenaje proveniente de los pisos superiores no expulsen las trampas de agua en los niveles inferiores.

Otro enfoque que se utiliza es separar los diferentes niveles de construcción en diferentes zonas de drenaje. Esto permite el uso de tuberías de diámetro más pequeño mientras minimiza el riesgo de que las trampas de agua de nivel inferior se salgan del drenaje de nivel superior.
drenaje zonificado

Y otro enfoque que se utiliza es el uso de "Atenuadores de presión de aire positiva" (PAPA) como los siguientes.
válvulas de alivio de presión
Tenga en cuenta que esto es solo una cartera de productos de proveedores. Existen otros proveedores para estos dispositivos.

Un desafío con los PAPA es que su estado con los códigos de construcción actuales en edificios altos no está claro. Personalmente, instalé PAPA en mi residencia y puedo dar fe de sus habilidades. Sin embargo, los códigos de construcción son comprensiblemente lentos para actualizar y es necesario demostrar la confiabilidad a largo plazo de los PAPA. Nuevamente, desde mi propia experiencia, el uso de PAPA requiere modificar el diseño del sistema desde enfoques tradicionales y requiere consideraciones adicionales.


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Esto no es un factor en la práctica: el agua (y los sólidos arrastrados) dirigidos a un segmento de tubería vertical se adhieren a los lados de la tubería. Es decir, no hay caída libre en una tubería de desagüe vertical. Por el contrario, los líquidos giran alrededor del lado de la tubería (produciendo un efecto de autolimpieza conocido como fregado). Incluso si lograras introducir un sólido denso con flujo de agua insuficiente, entraría en ángulo y rebotaría a los lados de la tubería, sin acercarse a su velocidad terminal.

pies mojados
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El inconveniente con el sistema Studor Single Pipe System es muy evidente para mí. Dejando a un lado los PAPA (pueden usarse en un sistema de drenaje de doble línea) no hay separación entre el agua gris y la negra.

Cuando la línea negra (de residuos) se obstruye, caminarás en esa basura en tu ducha. ¡El uso de un drenaje de una sola línea es un período muy poco higiénico!

Es sorprendente que los mexicanos usen una sola línea sin ventilación a pesar de que el sistema de drenaje público no ha sido instalado. ¡Todos sus hospitales están construidos de esta manera! Muy poco sanitario.

La historia de "MIERDA" es que la segunda "MIERDA" se comerá la primera "MIERDA". ¡El volumen de "MIERDA" nunca aumentará hasta que le agregues agua al período!

La minimización del agua en el pozo de residuos / cess implica la ventilación para fines de evaporación y la reducción del volumen de agua que permite que la "MIERDA" gane volumen.

La cantidad de agua necesaria en el "Crapper" (el tanque detrás del inodoro) se convierte en el problema para producir el efecto de "fregado" que prescribió para limpiar la línea. Evaporar el agua de acceso en la basura / cess / systern / pit debería ser el tema clave. No tirarlo a un sistema de drenaje público que inevitablemente lo deposita en el océano o la capa freática. Los desechos en sí pueden ser un gran fertilizante.

En la construcción de rascacielos debe haber 4 líneas. 1 para drenaje y venteo de aguas grises, 2 para drenaje y venteo de desechos, 3 para ventear el sistema de desechos (pozo muy grande) y 4 para ventear el sistema de aguas grises antes de que se desborde en el sistema público de agua o en la unidad de RO en el sitio (reversa planta de ósmosis). Todos deberían ir por encima del nivel del techo, aunque algunos tienen los sistemas en un ala mucho menos alta que el rascacielos original, esas reducciones en la altura de la ventilación se suman a los problemas de contrapresión. Deben ser iguales en altura y diámetro.

La ventilación cruzada de la línea de agua gris a la línea de agua negra ha sido la norma y se ha mantenido con un reductor costoso y costoso durante muchos años. Las limpiezas en cada piso para facilitar el acceso del plomero con serpientes a la altura de los desechos en la pared con t-street también prueban que el agua y los desechos no alcanzan la velocidad terminal incluso cuando el agua cae desde cien pies hacia arriba, siendo el diámetro la clave.

Veo que las dos líneas están completamente separadas y marcadas así. Pellizcar centavos en el sistema de plomería está garantizado para evitar la apreciación de la propiedad y las condiciones ambientales muy no sanitarias. Tal vez también aumente la probabilidad de la predecible desaparición de la humanidad, ahogándose en su propia "MIERDA".

Heinz Stapff
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"Te contaré un secreto sucio sobre las líneas de saneamiento dentro de los edificios. La mayor preocupación no es qué tan rápido vuelan las cosas, sino mantener la presión del aire y proporcionar una ventilación adecuada".
Heinz Stapff
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Esto suena como una opinión personal despotricada y no responde la pregunta.
James Jenkins