真空排水係統的原理與設計 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《真空排水係統的原理與設計》介紹瞭真空排水係統的基本概念、發展曆史、分類、應用概況及適用範圍；展示瞭兩種真空排水終端及其專用閥件；闡述瞭真空排水管道的設計原理、流體及流動特性、逐級輸送機理與真空排水管網的設計方法；論述瞭真空排水管道的氣�慘毫較嗔魈迥Ｐ圖捌涫�值模擬技術與常見真空泵站的設備選型方法，對係統能耗進行瞭分析；通過設計實例，簡要介紹瞭交通領域的真空集便裝置，擴展介紹瞭真空收運技術在城市垃圾收集上的應用；附錄給齣瞭真空係統的常用數據、長途客車真空衛生間標準（草稿）及室外真空排水係統設計實例中的管網設計圖。《真空排水係統的原理與設計》使讀者對真空收運係統有更具體、清晰的認識。《真空排水係統的原理與設計》可作為高等學校環境工程、給排水等專業的本科生及研究生的參考讀物，也可供從事市政工程、給排水工程的工程技術人員閱讀。

作者簡介

　　周敬宣，華中科技大學科學與工程環境學院環境工程係教授，博士生導師。從事環保設備、噪聲控製、生活垃圾分類收運研究；在戰略環境評價、環境規劃理論的教學與科研中有所積纍。完成五十多項科研課題，取得一批成果。對環保節水真空廁所及汙水收運係統進行瞭長期研究，有兩項成果通過湖北省、武漢市科委組織的專傢鑒定，獲得三項國傢發明專利、四項實用新型專利。編寫《環境規劃新編教程》《中國戰略環境評價若乾關鍵問題的探討》《環保設備及課程設計》《環境與可持續發展》《可持續發展與生態文明》等書，在國內外重要刊物上發錶學術論文百餘篇。
　　
　　李旻，就讀於華中科技大學環境科學與工程學院，於2006獲得學士學位，碩博在讀期間師從周敬宣教授，並於2011年獲得博士學位。在校期間一直從事真空排水係統基礎理論和應用技術的研究，以第一作者的身份發錶論文十餘篇。2011—2012年，在中信建築設計研究總院從事建築領域環保工作；2012年4月至今，在濟南軌道交通裝備公司環保工程研究所從事真空排水係統及相關領域的科研和設計工作。

目錄

第1章 真空排水係統概述
1.1 基本概念
1.2 真空排水係統的發展曆史
1.3 真空排水係統的分類
1.4 真空排水係統的組成
1.5 真空排水係統的應用
1.6 真空排水係統的適用性

第2章 真空排水終端的原理與設計
2.1 概述
2.2 真空集水單元
2.3 真空便器
2.4 真空界麵閥
2.5 真空排水終端的數學模型

第3章 真空排水管道的輸送機理
3.1 概述
3.2 真空排水管道內的流體性質
3.3 真空排水管道內的流動特徵
3.4 汙水的逐級輸送機理
3.5 係統收集半徑的估算

第4章 真空排水管網的原理與設計
4.1 一般設計流程
4.2 設計流量
4.3 氣液比
4.4 室外係統的管路設計
4.5 室內係統的管路設計
4.6 管網水力模型及計算

第5章 真空排水管道的數值模擬
5.1 概述
5.2 真空排水管道的雙流體模型
5.3 邊界條件及處理方法
5.4 水平管道的模擬
5.5 鋸齒形管道的模擬
5.6 U形提升管道的模擬
5.7 室內集水單元的模擬

第6章 真空排水泵站的原理與設計
6.1 真空站的類型及原理
6.2 設備選型方法
6.3 真空站的數學模型
6.4 係統能耗分析

第7章 真空排水係統設計實例
7.1 設計流程
7.2 設計實例一：某旅遊度假村真空排水係統
7.3 設計實例二：某工業園真空排水係統改造

第8章 真空集便裝置簡介
8.1 概述
8.2 真空保持式集便裝置
8.3 真空推拉式集便裝置
8.4 真空在綫式集便裝置
8.5 其他形式的真空集便裝置
8.6 應用實例：長途客車真空衛生間係統

第9章 真空垃圾收集係統簡介
9.1 概述
9.2 國內外應用概況
9.3 工作原理
9.4 係統分類
9.5 係統特點
9.6 技術關鍵
9.7 收集範圍
9.8 真空碎紙收集係統
9.9 應用實例
參考文獻

附錄A 真空常用數據錶
附錄B 長途客車真空衛生間標準（草案）
附錄C 設計實例-管網設計圖

精彩書摘

　　1.5 真空排水係統的應用
　　下麵將列舉幾個國內外應用真空排水係統的典型案例：
　　（1）迪拜“棕櫚島”的真空排水係統
　　目前，世界上最大的真空排水係統是2008年建成投入使用的迪拜的“棕櫚島”（圖1 7）的真空排水係統。係統目前服務於2000幢彆墅，包括900個真空汙水收集裝置、40公裏的真空管道和世界上最大的真空站。該真空排水係統將汙水輸送到“棕櫚島”的“軀乾”部位的汙水處理廠。處理後的汙水不會排放到海裏，而用於“棕櫚島”景觀美化，灌溉花草，減少對脫鹽水的需求。
　　（2）位於意大利威尼斯的Costruzioni Dondi工程
　　1999年，威尼斯的SS.Giovanni E Paolo醫院的建設項目，需建立相應配套的汙水收集係統。最初嘗試用重力排水係統，但由於施工過程中種種睏難而不得不停止改用瞭真空排水方案，整個係統共有53個用戶端，用戶端采用的是3英寸的界麵閥。這主要是因為威尼斯是一個水城，管道埋深不能太大。Costruzioni Dondi工程說明瞭真空排水是威尼斯城唯一可行的汙水收集方案。
　　（3）位於美國華盛頓州的西海岸工程
　　該海濱長6英裏、寬2英裏，西麵是太平洋，東麵是Greys海港。整個區域內還有很多的湖和溝渠。整個項目建於1994年，完成於1999年。由於區域被湖和溝渠分開，整個區域內建立瞭7個真空站，真空管綫總長154韆米，安裝瞭5400個閥井為10000多傢用戶服務。
　　（4）馬來西亞Langkawi酒店室外排水設計工程
　　馬來西亞Langkawi酒店建在海上,基座用混凝土鋼柱架在海平麵5米以上,整個區域地勢低窪，酒店地麵標高比岸邊平均低2至3米。傳統重力管道鋪設一是鋪設湖底，帶來汙染隱患，違反瞭當地環境保護條例，二是在酒店內部設集汙坑，由潛汙泵輸送至岸邊市政管網，但管道鋪設需有坡度同時也給整個景區帶來負麵影響。采用真空排水係統，將真空管道直接安裝在橋架下，管徑小，鋪設任意靈活。真空站建在位於酒店背後的岸邊，排除瞭業主對噪音和氣味的顧慮，係統使用良好。
　　（5）上海國際賽車場真空排水工程
　　上海國際賽車場“上”字形賽道總長5.541 km，最長的直道賽段為1175m，賽車場沿“上”字形賽道周邊設置瞭固定衛生設施共29棟。由於賽車場地為軟土地基，為確保賽道基礎施工質量和賽道錶麵層的平整，不宜全部采用傳統重力排水係統，確定賽車場內距離室外汙水重力排水管道係統較遠的22棟固定衛生設施采用室外真空排水係統。該項目由德國洛蒂格公司於2004年建設，整個真空排水係統共設2座真空站，分為兩個獨立的係統，總管長分彆為1714m和1277m。
　　（6）廣州白雲國際會議中心真空排水係統
　　中心位於白雲山國傢風景名勝區西側，總建築麵積31.6 萬m2，由於衛生間和化妝間所在地下室位置的特殊性，如果采用傳統的設集水井采用潛水泵抽升汙水的方式,將會遇到異味、堵塞、滲漏、維護等問題，所以設計選用瞭室內真空排水係統。該係統由德國洛蒂格公司2007年建設。
　　（7）武漢東湖風景區真空衛生間項目
　　工程由華中科技大學設計並於2008年竣工，所采用的技術及産品均具有自主知識産權。項目位於武漢市東湖聽濤景區內，總占地48m2；由真空站、男女真空衛生間構成，其中共有真空便器8套。風景區內珍貴樹種繁多，原有公共廁所均為傳統重力水衝廁所，耗水量大，汙水處置睏難，由於廁所在當時建造時沒有考慮到的汙水收集處理問題，造成景區周圍環境有異味，給來訪園區的遊人造成不良的印象。真空排水係統的應用大大緩解瞭這一問題。
　　（8）常州市濱河生活帶真空截汙工程
　　工程位於常州市北市河自西園村閘至紅梅橋2km濱河生活帶，由清華大學等單位於2010年完成，該河段長約1km，有雨汙閤流管排放口28處。采用室外真空排水係統對各汙水排汙口排齣的汙水進行截流收集，經提升後輸送至下遊重力管網。
　　由於該工程設計方所開發的浮球式及壓力感應式真空界麵閥為初步加工産品，在實際應用時存在壽命短等問題，因此該工程在多個截汙點設置電動式，浮球式及壓力感應式真空界麵閥各設置一座。室外集水單元的設計容量為50、75、100L三種。係統設計峰值流量為14.6m3/s，平均氣液比為5.5。真空排水管道管材選用UPVC。真空站內設置SK-6水環式真空泵2颱，80QW4-15-4立式排汙泵2颱，6m3真空罐一座。
　　……

前言/序言

　　在21世紀，環境問題凸顯，考驗著人類的智慧與能力。真空收運技術用於環境保護，值得重視和發展。真空收運技術利用瞭物理學上的真空概念，將真空與常壓間的壓力差值作為傳輸的動力源，實現物體的收集和運送。真空收運技術曆經100餘年的發展，已經成功在室內排汙、室外排水、移動式衛生間、城市垃圾收集等領域得到瞭廣泛應用。真空排水係統利用真空作動力輸送汙物，其中的水主要起到潤滑管壁的作用，減少輸送汙物阻力，具有節水的突齣優點；加之具有管網鋪設便捷，開挖量小，對周邊環境影響少，改造過程簡單等優點。
　　可以預見，在不遠的將來，采用真空排水係統的下水處理方式將會發展成為我國汙水收集、排放的一種重要方式。真空排水係統涵蓋瞭物理學、流體力學、給排水、自動控製等多學科的基本原理，在設計上具有較強的技巧性與復雜性。華中科技大學環境科學與工程學院真空收運係統技術團隊從事相關研究10餘年，積纍瞭一些實驗數據、理論知識與設計經驗，在國內外發錶瞭若乾科技論文，並製造瞭具有自主知識産權的相關産品。鑒於目前國內外關於真空排水係統的專著不多。我們整理團隊的成果與著作，廣泛收集相關文獻，填空補缺拾遺，編著瞭此書，旨在係統反映研究現狀，展望本領域未來發展方嚮；通過本書與國內外同行切磋探討，也為有誌於此的青年學子提供啓濛、參考資料，推進真空排水技術在我國的發展。
　　全書共分9章。第1章介紹瞭瞭解並實現一個真空排水係統所需的預備知識，包括真空排水係統的基本概念、發展曆史、分類、應用概況及適用範圍。同時，為瞭在邏輯上給讀者一個清晰的閱讀思路，我們將一個典型的真空排水係統劃分為三大核心功能區域：真空排水終端、真空排水管網和真空泵站。
　　接下來，第2章對兩種常見的真空排水終端——真空集水單元、真空便器及其專用閥件作瞭介紹。為瞭對這些排水終端的運行過程作定量刻畫，分彆介紹瞭其數學模型。
　　第3章對真空排水管道的設計原理、流體及其流動特性、逐級輸送機理進行瞭闡述，最後對真空排水係統的收集半徑進行瞭估算。
　　第4章介紹瞭真空排水係統中覆蓋麵積最大、與用戶聯係最為密切、機理最為復雜的子係統——真空排水管網，包括其設計流程、設計規定及計算方法。
　　第5章介紹瞭一個真空排水管道研究的最新進展——氣�慘毫較嗔魈迥Ｐ圖捌涫�值模擬技術。利用該方法，對室內及室外真空排水管道的輸送機理及典型場景進行瞭數值實驗研究。
　　第6章介紹瞭幾種常見類型的真空泵站，舉例介紹瞭其設備選型方法，提齣瞭真空泵站的數學模型並對係統能耗進行瞭分析。
　　第7章是設計實例介紹，意圖通過對實際工程設計的完整敘述，給讀者一個更加直觀的認識。
　　第8章以獨立章節對目前在鐵路客車、長途汽車、移動拖車中廣泛應用的真空集便裝置作瞭專門介紹。第9章是前述內容的延伸，介紹瞭真空收運技術在城市垃圾收集上的應用，旨在拓展讀者思路，為學習、發展多種真空收運技術、開拓真空收運未來市場指明方嚮。
　　附錄給齣瞭真空排水設計計算相關的常用數據、第8章內容的擴展——長途客車真空衛生間標準（草稿），以及第7章設計實例中的管網設計圖。本書內容可作為高等學校環境工程、給排水等專業的本科生及研究生的參考讀物，也可供從事市政工程、給排水工程的技術人員閱讀。寫作中我們堅持科學嚴謹與權威性的同時，也力求具有一定的趣味性和可讀性：對那些已經成為行業基本準則的內容，比如設計規範，參數計算等公式、方法在正文中進行如實、詳盡的錶述；對那些還在研究、摸索中的理論和方法，比如真空排水係統的建模、真空管道的數值模擬等，如實的在正文中進行說明，提供給讀者進行參考和探討；對於那些可以稍許減少嚴肅性的內容，比如在介紹係統的概況、發展曆史、應用前景時，適當地在正文旁增加一些趣味性的擴展閱讀材料；在寫作風格上，避免正襟危坐，把所有內容都寫得太過於公式化，書本化。該通俗時則通俗，該嚴謹時則嚴謹。由於信息技術發展迅速，也由於本書內容涉及環境工程、給水排水、控製理論等不同學科，編寫中疏漏之處在所難免，敬請讀者不吝賜教。本書在編寫過程中得到瞭陽國柱教授等的指導與華中科技大學齣版社大力幫助，謹此緻謝。謹以此書，獻給所有在華中科技大學環境科學與工程學院真空收運係統團隊工作和學習過的人們。

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