水資源是人類生活、生存和發(fā)展的的要素和條件，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速及環(huán)境污染的加劇，有限的可利用水資源日益緊張和不足。人類社會(huì)文明的發(fā)展和進(jìn)步，人民生活質(zhì)量的不斷提高，又會(huì)使人均水消耗量增加，地區(qū)性乃至性水荒和水資源危機(jī)將日益嚴(yán)重。因此，水資源保護(hù)、合理使用水資源、節(jié)約用水已為國人所密切關(guān)注。當(dāng)前，我國符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水資源在日常生活中的消耗主要分為淋浴及沐浴用水、便器沖洗用水、洗衣用水、清洗餐具用水、飲用與烹調(diào)、室內(nèi)衛(wèi)生、沖洗汽車用水。其中，便器沖洗用水僅次于淋浴及沐浴用水量，占全部生活用水量的三分之一左右。所以坐便器的節(jié)水研制，是近十年來衛(wèi)生陶瓷業(yè)給予 關(guān)注和重視的問題。
對于坐便器來說，它是用來承納并借助水的流動(dòng)將人類排泄物及用品排入污水管道的衛(wèi)生設(shè)施單元。它是以水作為污物載體，而且在水與污物合并后的混合介質(zhì)中，水所占的重量百分比和容積百分比都大于污物，所以它具有水力學(xué)的特點(diǎn)。但是我們知道，沖水過程中流體(水與污物的混合物)的運(yùn)動(dòng)參量初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)的描述是 為復(fù)雜的。而且當(dāng)數(shù)學(xué)模型建立后，由于有些邊界條件的無法確定而使得高階的偏微分方程 終無法收斂。所以，以下的分析假設(shè)了實(shí)際流體為理想流體(即運(yùn)動(dòng)參量是不隨時(shí)間變化的)，我們利用了簡單的理想流體柏努利方程和流體的動(dòng)量方程來分析，當(dāng)然對于坐便器的沖水過程，其結(jié)果只能是近似的滿足。
對于沖落式坐便器。為使沖刷水具有較大的勢頭。我們在不影響外觀造型的情況下，應(yīng)盡量增加水箱高度，也就是增加了。對于壓力頭來說，因?yàn)槲覀儗λ渲械拇嫠⑽词┘油鈦淼膲毫Γ覀冊谠O(shè)計(jì)時(shí)限定耗水量在6L以下，所以壓力頭在靜態(tài)時(shí)它是 的。速度頭其能量來自于勢頭和壓力頭，對于沖落式坐便器，速度頭是我們設(shè)計(jì)時(shí)需要仔細(xì)考慮的，我們知道沖水過程中動(dòng)量是守恒的，那么怎樣能夠使動(dòng)量的 大值產(chǎn)生在我們 需要的位置或者設(shè)置的時(shí)間，這正是我們要考慮的設(shè)計(jì)思想。
當(dāng)水箱高度 時(shí)， 先要考慮的就是水箱下水口。對于沖落式坐便器，水箱下水口的直徑，關(guān)系到水道的沖水量和流速(也就是流體的動(dòng)量)，所以水箱下水口的當(dāng)量直徑不能太小。
水箱中的水通過下水口進(jìn)入水圈。對于沖落式坐便器，水圈通常有2種方式，即敞圈和閉圈，采用哪種形式，要根據(jù)產(chǎn)品的造型、沖水功能的要求和工藝過程中的可實(shí)施性來考慮。為了相對增加水圈水對水封水的壓力和流量，使水封水連同污物能進(jìn)入管道，我們采用了敞圈式水圈。
水包的形狀、角度對沖水功能的影響也是較大的，而且它還受到坐便器整體造型的左右，往往整體造型的風(fēng)格使得水包的形狀、大小都受到了限制。對于沖落式坐便器來說，為了使水圈水下落時(shí)具有相對較大的動(dòng)量，從而使水封水和污物也具有足夠的動(dòng)量進(jìn)入管道通過排污口排出，所以在不影響造型的情況下，要使水面與地面的夾角相對較大些，也就是較陡些，使水圈水通過 短距離到達(dá)水封水面，減小沿程能量損失。當(dāng)然水包水橫截面形狀不會(huì)是正圓的，水包下水口也不 在圓心處，所以對于水圈水下到水包時(shí)，我們 將水圈水進(jìn)行分配，使得主沖水位置和方向設(shè)置恰當(dāng)。主沖水是提供水封水及污物具有 動(dòng)量的主要來源，其它水圈水除增加水量外主要是對水包面的濺污進(jìn)行沖刷。對于閉圈的沖落式坐便器來說，除了主沖水孔和沖刷小孔的當(dāng)量面積需要謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)外，還要特別注意沖刷小孔的出水方向。
水包的下部要承納水封水，對沖落式坐便器來說，在滿足 標(biāo)準(zhǔn)中水封高度和水封面積的前提下，水封水的量不宜大。所以，為了使水封水和污物在輸入能量 的情況下盡可能的獲得較大的動(dòng)量，應(yīng)盡量減小靜止流體的體積(因?yàn)樵趯?shí)際沖水過程中，水封水和污物至少存在2種以上的介質(zhì)，它們的密度已不同于單純的水封水)。這樣，在進(jìn)行水包底部，水包下水口和管道設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)加以考慮。
管道是水箱水、水封水及污物排走惟一的必經(jīng)之路，它設(shè)計(jì)的是否合理，直接影響著便器的沖水功能。當(dāng)然，像水封水面積、高度一樣， 先是要符合衛(wèi)生陶瓷 標(biāo)準(zhǔn)的要求，對于單純沖落式坐便器，只考慮流體能夠順利通過，盡量減小沿程阻力損失，排污口的墻距還要符合建筑設(shè)計(jì)安裝規(guī)范。但對沖落式節(jié)水坐便器來說，我們的管道設(shè)計(jì)借助了較多虹吸式管道的特點(diǎn)。這樣，使得污水具有較大動(dòng)量，盡快進(jìn)入管道，使后進(jìn)入水包的水保持清潔度以稀釋率達(dá)到 標(biāo)準(zhǔn)要求。
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