как узнать в какую сторону течет вода в трубе
Задача про воду в трубе
Представьте себя в роли изобретателя, спустившегося в яму, где видна стенка трубы большого диаметра. Пол-метра, скажем. Трубопровод требует ремонта. По некоторым причинам надо знать, в какую сторону течет вода в трубе.
Как определить куда течет вода?
Вы видите только небольшой кусок трубы. Ни сверлить, ни резать и вообще повреждать трубу нельзя.
Как найти оригинальный способ определения направления протекания воды в трубе?
Какой вариант вы можете предложить? В ответе только один, но может вы знаете еще способы? Нельзя обращаться к специалистам — горводоканал, теплосети и т.п.
Два решения задачи
Есть и второе решение, похожее по принципу на первое.
Ответ 2:
второе решение: поставить на трубу нагреватель, локально, и на равном расстоянии от точки нагрева или охлаждения сравнить как меняется температура трубы, т.е. среда (вода) будет в этой точке нагреваться или охлаждаться тоже и т.к. она течет, возникнет смещение.
Вспомнил детскую загадку из книженции по ТРИЗ.
Чорт. ошибся в subject-е. Извините россияне.
Если труба не теплоизолированна, то нагреть в середине, а по краям поставить датчики температуры. по разнице показаний направление течения воды вполне себе вычисяеться
А ещё в воде есть ионы (в нашем водопроде точно есть), но не пойми какие и можно ли вообще засечь такое слабое магнитное поле через железные стенки?
Ну а в жизни я бы стал искать на трубе задвижку, а уже по ней определил бы точно куда вода течет. Разумеется, если её правильно поставили =)
Эффект Доплера описывает сдвиг частоты сигнала в зависимости от относительного движения источника и приемника. Так волна, посланная источником, который удаляется от приемника, будет приниматься им на меньшей частоте по сравнению с волной от неподвижного источника или от источника, приближающегося к приемнику. Если же приемник приближается к неподвижному источнику, то частота принимаемой им волны будет больше по сравнению с неподвижным приемником или приемником, удаляющимся от источника. Это явление обнаружил Христиан Доплер в 1842 году.
Достал бы сведения от первоисточника.
с чего мы взяли что в трубе вода и она течет? может просто труба зарыта? или может это ктото газик тырит? или может это просто запаянный с двух концов кусок трубы с водой внутри?
Re: Загадка. В куда течет вода в трубе?
Перепилить или иным деструктивным образом воздействовать на трубу.
После этого мы точно знаем, что вода уже не течет ни в одну сторону =)
А чего это трубы без документации,
да ещё и не open source?
Как вариант обратиться к администратору этой трубы.
В какую сторону течёт вода?
Пятничная статья про столкновение задачи из собеседования с реальным миром.
Есть довольна известная задача — перед вами находится металлическая труба с текущей внутри водой. Как определить, в какую сторону она течёт? Её всё ещё могут задать вам на собеседованиях.
По многим задачам с неточной формулировкой уже проходились, давайте разберёмся, что же не так с этой трубой.
Ожидаемое решение — нагреть трубу и посмотреть, в какую сторону будет распространяться тепло. Но тут есть много дополнительных нюансов. Как правило подразумевается, что греть будут газовой горелкой. Встречалось даже ограничение, что у вас может быть любой предмет ценой до ста рублей, что делает задачу практически нерешаемой таким способом, но об этом позже.
Во-первых, надо быть уверенным, что температура воды достаточно низка, чтобы её можно было трогать. Ну, точнее, чтобы можно было понять разницу между «очень горячо» и «очень-очень горячо». Точно сказать сложно, но вряд ли это выше 50 градусов Цельсия.
Во-вторых, надо быть уверенным, что вода течёт со скоростью значительно большей скорости распространения тепла в воде. Например, при скорости потока 1мм/с вы вряд ли поймёте, куда вода движется и движется ли вообще.
В-третьих, надо быть уверенным, что вода не течёт со слишком большой скоростью. Иначе она просто не успеет достаточно прогреться.
Температурная чувствительность человека к разницам температур составляет примерно один градус. Исходя из теплоёмкости воды
4,2 кДж/кг получим, что на грамм протекающей воды мы должны передать в районе 4,2 Джоуля чтобы иметь возможность ощутить разницу температур.
Предположим, что подогревая трубу какой-то горелкой мы передаём трубе примерно половину теплоты сгораемого топлива. Это достаточно щедрое предположение, например хорошие газовые котлы имеют КПД в районе 95%.
Скорость потока в обычном холодном водоснабжении составляет примерно 1м/с. Для обычной трубы 1/2″, скажем в ванной, это даст расход примерно 200 г/с. Будем опираться на эти цифры чтобы иметь представление о том, какого размера должна быть труба, чтобы при привычной скорости потока мы могли определить его направление.
Зайдём с козырей. Предположим, что для решения задачи у вас есть хорошая сварочная горелка, ацетилен и кислород. Расход горелки примерно килограмм ацетилена в час, теплота сгорания примерно 50МДж/кг. Соответственно, в секунду получим примерно 13888 Дж, с учётом низкого КПД трубе передастся примерно 7000 из них. В принципе, можно прогреть на градус трубу с проходом 1.7 кг воды в секунду.
Ну… Решение вроде работает. Но давайте признаем, что большинство программистов никогда не держали в руках сварочную аппаратуру. И глядя на архитектуру некоторых приложений — это к лучшему. Пусть в качестве нагревательного прибора используется обычная газовая горелка со сменным баллоном, вроде той что используется для розжига кальянного угля. Расход газа составляет примерно 100 г/час. Для простоты расчёта возьмём теплоту сгорания пропана такой же, то есть 50МДж. В секунду мы сможем получить 700 Дж. Этого хватит для нагрева 170 грамм воды.
Выглядит уже не так перспективно. Если на дальний конец этой таинственной трубы надет шланг и моя бабушка поливает из него помидоры, то есть поток жидкости по трубе практически не ограничен, то понять направления потока мы уже не сможем. Бабуле придётся слегка зажимать шланг пальцем чтобы задача стала решаемой.
Вообще в условии подразумевалось, что смышлёный соискатель возьмёт зажигалку и нагреет трубу. Я нигде не смог найти нормы расхода газа для зажигалок. Вероятно, проводить подобные изменения никому в голову не пришло.
Возьмём данные по газовым паяльникам. Определённо, это более мощный прибор чем зажигалка, но примем эти цифры для расчёта. Газовый паяльник потребляет примерно 20 мл/час, то есть примерно 10 г/час. Значит с его помощью мы сможем нагревать на один градус примерно 17 грамм воды в секунду.
17 г/с это очень немного. Для такого расхода к трубе должен быть подключен весьма скромный потребитель, например автомат для газировки. Причём это не тот автомат как в торговом центре — пять секунд и поллитровый стакан готов. Это автомат, который наливает стакан очень медленно, с приличествующей случаю торжественностью.
Суммируя всё вышесказанное, задачу нужно было бы поставить следующим образом:
Вы находитесь в бесконечном поле. Перед вами металлическая труба толщиной не более стандартной водопроводнной. В ней течёт вода, температуры не выше 50 градусов Цельсия, со скоростью не более 1 м/с и не менее 1мм/с. Начала и конца этой трубы вы достигнуть не сможете. Какой предмет вам потребуется для определения направления движения жидкости?
Для решения задачи в хоть сколько-нибудь приближенных к реальным условиях вам требуется весьма серьёзное оборудование. С которым работать вы, кстати, скорее всего не умеете.
Мы уже прикинули выше, для того, что нормальный человек представляет себе при фразе «труба с водой», тепловое решение практически неприменимо. По крайней мере если у вас нет случайно с собой горелки и двух баллонов.
Тем не менее, можно придумать несколько других решений. Тоже, не без ограничений, но более широко применимых.
Тепловой, но «обратный» вариант — обдуть трубу углекислотой из огнетушителя и посмотреть, как будет стаивать иней.
Можно положить на трубу камертон и слушать звук левее и правее. В направлении движения жидкости звук разнесётся дальше. Тут, впрочем, нужны достаточно большие скорости. Для совсем уж больших скоростей можно будет даже услышать эффект Доплера.
Особо мощные кандидаты могут просто пнуть трубу и посмотреть, в каком направлении волна быстрее затухнет.
При помощи зажима с регулировкой усилия можно сжать трубу, чтобы уменьшить проход, и затем замерить усилие необходимое для её сжатия с обеих сторон от сужения.
В общем решения есть. Но весьма причудливые для столь простой задачи. И все они сложнее очевидного — дойти до конца трубы. В реальном мире бесконечные трубы не встречаются. Более того, там где это важно, направление движение жидкости указывается при монтаже. И даже есть клапаны, препятствующие обратному движению.
К сожалению, такие задачи ничего о кандидате не скажут. Ну кроме того, что он любит на досуге решать головоломки.
Холодная и горячая вода. С какой стороны какая?
С какой стороны подводить горячую воду, а с какой холодную? Небольшой вопрос, о котором везде говорят вскользь. Разберёмся.
А теперь подробнее.
Часто сантехники (особенно старой закалки) настаивают, что горячая вода должна быть справа. Откуда они это взяли? Вероятно из СССР. И хотя строгого регламента не было, всё же был СНиП III-28-75 от 1976 г. (ссылка на PDF, стр. 25) с формулировкой:
3.27 Трубы горячего водоснабжения располагаются, как правило, справа от стояков холодного водоснабжения.
Видимо оттуда и потянулась убеждение, что горячую надо справа. Но СНиП больше не действует, а действующий ГОСТ 25809-96 вопрос расположения кранов не регулирует:
3.3 Форма и конструкция корпусов смесителей и кранов, переключателей воды, изливов, аэраторов, душевых трубок, шлангов, душевых сеток, щеток, маховичков вентильных головок или рукояток, деталей присоединения смесителей и кранов к сетям холодной и горячей воды, крепления душевых сеток к стене или на корпусе смесителя настоящим стандартом не регламентируются, а определяются рабочими чертежами.
Как видите, ГОСТ оставляет выбор за чертежами. Дело в том, что в некоторых проектах зданий проёмы и входы расположены так, что горячую воду придётся делать справа.
Тем не менее, во всём мире горячую воду стараются располагают так, чтобы её было открывать менее удобно, чем холодную. Т.е. слева. И в этом есть смысл.
Большинство людей — правши. В экстренном случае (промыть руки или глаза от попадания всякой химии) человек тянется к крану правой рукой. Безопаснее, чтобы под рукой оказалась холодная вода (не хватало бедняге ещё и обжечься).
Кроме того, так скомплектованы все современные смесители (горячая — слева, холодная — справа). А смесители с термостатом и вовсе не получится смонтировать, кроме как: холодная — справа. А вот найти смеситель с термостатом, чтобы справа была горячая вода — это ещё надо постараться. Возможно под заказ… но сомнительно.
Ещё приведу цитату Дональда А. Нормана из книги «Дизайн привычных вещей»:
Во всем мире принято располагать вентиль для горячей воды слева, а для холодной – справа. Так же универсально то, что закручиваются они по часовой стрелке, а откручиваются – против.
Как найти протечку в пластиковом водопроводе
Как узнать, что есть протечка
Поиск протечки трубопровода
Эх, непростая это работа — увидеть течь в трубе. Не всегда из нее вода фонтанирует. Обычно в изделиях из металла образовывается маленькая протечка, откуда и просачиваются капли жидкости. Дефект может долго быть незамеченным, но через время доставит огромные неудобства. Появится плесень, стены начнут сыреть, полы из дерева — гнить.
Течи не возникают в металлопластиковых трубах, однако они разгерметизируются на фитингах. Поэтому в стены их прятать нельзя.
А протечка станет заметной, когда прибегут соседи с жалобой, что у них течет с потолка, да и ваша стена будет мокрая.
В подземных системах протечка опасна просадкой фундамента, размывом грунта, да и воды расходуется больше нормы
Прочие способы
ТВ-диагностика
Это диагностический тепловизионный комплекс.
Суть метода. При малой утечке в участке трубы создают напор на 1-2 часа.
Затем снимают давление, опорожняют трубу, затем ТВ-комплекс запускается внутрь водопровода, например, через пожарный гидрант.
Место течи выявляется путем обратной фильтрации воды в трубопроводе.
После таких работ воду в трубопроводе необходимо хлорировать.
Газоанализатор
Менее применяемый способ контроля протечек.
При газоаналитическом методе пустые трубы заполняют специальным газовым составом.
Место течи фиксируется приборами-газоанализаторами по интенсивности выхода газа на поверхность.
Электромагнитное поле
Это электромагнитные колебания над поверхностью участка водопровода.
Измерение этих колебаний определяет степень влажности подземного грунта.
Способ достаточно дорогой и поэтому мало распространен.
Так, дорогой читатель, сегодня у нас пока нет единого метода определения утечки в трубопроводе водяной установки пожаротушения.
Нельзя произвести замеры для труб любого диаметра и материала.
Лишь комплексный подход позволит нам точно узнать место повреждения.
Как найти скрытый участок увлажнения строительных конструкций
Найти протечку сложно. Ее источник не сможет определить и опытный инженер. В результате, сделав несколько вскрытий строительных конструкций, перебрав возможные варианты по самостоятельному обнаружению протечки, люди опускают руки.
Мы рекомендуем обратиться в санэпидстанцию и воспользоваться услугой по поиску дефектов с помощью современного устройства — тепловизора. Инструмент находит проблемные зоны, делает их видимыми. Точность места прорыва труб составляет 0,5 – 2 метра. Она зависит от толщины стяжки, особенностей укладки, использования материалов (теплоизолирующих). Вам не нужно будет разрушать строительную конструкцию. Достаточно вырезать маленький кусочек стены, чтобы стала доступной проблемная зона.
Этот метод обследования — самый точный.
Оборудование, которым пользуются работники СЭС
Обследование труб тепловизором
Специалисты применяют самые эффективные способы. Немалый опыт работы позволяет мастерам находить дефекты труб в трудных условиях. Затем, по результатам тестирования — написать заключение и акт для предъявления в вышестоящие органы, включая суд.
Чтобы получить действенный результат, мы используем разные методики и приборы:
Кроме этих устройств мы пользуемся воздушным компрессором, ультразвуковым течеискателем, эндоскопом и другими приборами. Имеем оборудование для решения самых сложных задач.
В какую сторону течёт вода?
Пятничная статья про столкновение задачи из собеседования с реальным миром. Есть довольна известная задача — перед вами находится металлическая труба с текущей внутри водой. Как определить, в какую сторону она течёт? Её всё ещё могут задать вам на собеседованиях.
По многим задачам с неточной формулировкой уже проходились, давайте разберёмся, что же не так с этой трубой. Ожидаемое решение — нагреть трубу и посмотреть, в какую сторону будет распространяться тепло. Но тут есть много дополнительных нюансов. Как правило подразумевается, что греть будут газовой горелкой. Встречалось даже ограничение, что у вас может быть любой предмет ценой до ста рублей, что делает задачу практически нерешаемой таким способом, но об этом позже.
Во-первых, надо быть уверенным, что температура воды достаточно низка, чтобы её можно было трогать. Ну, точнее, чтобы можно было понять разницу между «очень горячо» и «очень-очень горячо». Точно сказать сложно, но вряд ли это выше 50 градусов Цельсия.
Во-вторых, надо быть уверенным, что вода течёт со скоростью значительно большей скорости распространения тепла в воде. Например, при скорости потока 1мм/с вы вряд ли поймёте, куда вода движется и движется ли вообще.
В-третьих, надо быть уверенным, что вода не течёт со слишком большой скоростью. Иначе она просто не успеет достаточно прогреться.
Температурная чувствительность человека к разницам температур составляет примерно один градус. Исходя из теплоёмкости воды
4,2 кДж/кг получим, что на грамм протекающей воды мы должны передать в районе 4,2 Джоуля чтобы иметь возможность ощутить разницу температур.
Предположим, что подогревая трубу какой-то горелкой мы передаём трубе примерно половину теплоты сгораемого топлива. Это достаточно щедрое предположение, например хорошие газовые котлы имеют КПД в районе 95%.
Скорость потока в обычном холодном водоснабжении составляет примерно 1м/с. Для обычной трубы 1/2″, скажем в ванной, это даст расход примерно 200 г/с. Будем опираться на эти цифры чтобы иметь представление о том, какого размера должна быть труба, чтобы при привычной скорости потока мы могли определить его направление.
Зайдём с козырей. Предположим, что для решения задачи у вас есть хорошая сварочная горелка, ацетилен и кислород. Расход горелки примерно килограмм ацетилена в час, теплота сгорания примерно 50МДж/кг. Соответственно, в секунду получим примерно 13888 Дж, с учётом низкого КПД трубе передастся примерно 7000 из них. В принципе, можно прогреть на градус трубу с проходом 1.7 кг воды в секунду.
Ну… Решение вроде работает. Но давайте признаем, что большинство программистов никогда не держали в руках сварочную аппаратуру. И глядя на архитектуру некоторых приложений — это к лучшему. Пусть в качестве нагревательного прибора используется обычная газовая горелка со сменным баллоном, вроде той что используется для розжига кальянного угля. Расход газа составляет примерно 100 г/час. Для простоты расчёта возьмём теплоту сгорания пропана такой же, то есть 50МДж. В секунду мы сможем получить 700 Дж. Этого хватит для нагрева 170 грамм воды.
Выглядит уже не так перспективно. Если на дальний конец этой таинственной трубы надет шланг и моя бабушка поливает из него помидоры, то есть поток жидкости по трубе практически не ограничен, то понять направления потока мы уже не сможем. Бабуле придётся слегка зажимать шланг пальцем чтобы задача стала решаемой.
Вообще в условии подразумевалось, что смышлёный соискатель возьмёт зажигалку и нагреет трубу. Я нигде не смог найти нормы расхода газа для зажигалок. Вероятно, проводить подобные изменения никому в голову не пришло.
Возьмём данные по газовым паяльникам. Определённо, это более мощный прибор чем зажигалка, но примем эти цифры для расчёта. Газовый паяльник потребляет примерно 20 мл/час, то есть примерно 10 г/час. Значит с его помощью мы сможем нагревать на один градус примерно 17 грамм воды в секунду.
17 г/с это очень немного. Для такого расхода к трубе должен быть подключен весьма скромный потребитель, например автомат для газировки. Причём это не тот автомат как в торговом центре — пять секунд и поллитровый стакан готов. Это автомат, который наливает стакан очень медленно, с приличествующей случаю торжественностью.
Суммируя всё вышесказанное, задачу нужно было бы поставить следующим образом:
Вы находитесь в бесконечном поле. Перед вами металлическая труба толщиной не более стандартной водопроводнной. В ней течёт вода, температуры не выше 50 градусов Цельсия, со скоростью не более 1 м/с и не менее 1мм/с. Начала и конца этой трубы вы достигнуть не сможете. Какой предмет вам потребуется для определения направления движения жидкости?
Для решения задачи в хоть сколько-нибудь приближенных к реальным условиях вам требуется весьма серьёзное оборудование. С которым работать вы, кстати, скорее всего не умеете.
Мы уже прикинули выше, для того, что нормальный человек представляет себе при фразе «труба с водой», тепловое решение практически неприменимо. По крайней мере если у вас нет случайно с собой горелки и двух баллонов.
Тем не менее, можно придумать несколько других решений. Тоже, не без ограничений, но более широко применимых.
Тепловой, но «обратный» вариант — обдуть трубу углекислотой из огнетушителя и посмотреть, как будет стаивать иней.
Можно положить на трубу камертон и слушать звук левее и правее. В направлении движения жидкости звук разнесётся дальше. Тут, впрочем, нужны достаточно большие скорости. Для совсем уж больших скоростей можно будет даже услышать эффект Доплера.
Особо мощные кандидаты могут просто пнуть трубу и посмотреть, в каком направлении волна быстрее затухнет.
При помощи зажима с регулировкой усилия можно сжать трубу, чтобы уменьшить проход, и затем замерить усилие необходимое для её сжатия с обеих сторон от сужения.
В общем решения есть. Но весьма причудливые для столь простой задачи. И все они сложнее очевидного — дойти до конца трубы. В реальном мире бесконечные трубы не встречаются. Более того, там где это важно, направление движение жидкости указывается при монтаже. И даже есть клапаны, препятствующие обратному движению.
К сожалению, такие задачи ничего о кандидате не скажут. Ну кроме того, что он любит на досуге решать головоломки.
Почему стоит обратиться в нашу санэпидстанцию
Протечки могут быть почти невидными. Но если их быстро не выявить, может быть нанесен ущерб имуществу. Специалисты обладают умением, имеют оборудование, чтобы обнаружить причину течи и помочь устранению проблемы.
Наша компания преуспела в области проверок с помощью тепловизора. Мы определяем даже скрытые течи воды. А раннее выявление протечки помогает сэкономить деньги на ремонт.
Клиенты нам доверяют, потому что:
Обращайтесь. Точно установим место, где протекают трубы, быстро отремонтируем поврежденную линию. Наши услуги — для вас.
Акустические методы
Здесь все довольно интересно.
Акустикой мы с Вами можем проверить трубу с помощью разных устройств и разными способами.
Корреляционно-акустический
Основан на принципе резкого измерения давления ОТВ на участке с протечкой.
Этот способ потребует закрепления на трубах двух сейсмических датчиков.
Алгоритм проверки такой.
В отличие от акустического способа, здесь нам надо знать длину участка водопровода, материал и диаметр раструба.
И нужен чувствительный корреляционный прибор, устойчивый к внешним помехам (шумам).
Акустический
Здесь мы так же ищем на земной поверхности наибольший показатель колебаний, возникающих при утечке.
И тоже берем сейсмический датчик.
Грунтовые колебания датчик преобразовывает в электрический ток.
После фильтра на посторонние шумы детектор отображает значение на дисплее.
Тут нам потребуется знать местоположение «проблемной» трубы.
Акустикой Вы можете выявить не только факт протекания, но и его точное место.
Чем больше разница давлений вне трубопровода и во внутренней его полости, тем больше величина звукового колебания.
Но у акустических приемов есть свои недостатки:
в месте повреждения часто присутствуют посторонние шумы.
Этот факт порой мешает отличить шум утечки от других акустических колебаний.
В этом плане более точный – корреляционный способ.
Второй нюанс. Когда у нас длинный участок трубы или очень незначительное, малое повреждение,
то уровень шума может оказаться меньше предела срабатывания корреляционных и акустических датчиков.
Микрофон GOK A-10
А если у нас, к примеру плохие акустические условия, для применения датчиков шума?
Не беда. Используем специальный комплекс – GOK A-10. Он состоит из таких частей:
Принцип работы этого устройства таков: протаклкиваем пьезо-микрофон в трубопровод с водой.
Для этого используем шлюз-трубу.
Продолжаем проталкивание до максимального повышения уровня шума протечки.
Так наш микрофон окажется в самом месте течи.
Чтобы усилить микрофонный сигнал, к прибору GOK A-10 можно подсоединить течеискатель.
Место протечки с земли можно выявить с помощью трассоискателя, который настроен на частоту излучателя пьезо-микрофона.
Второй вариант найти место с земли: определить длину вошедшего в шлюз стекловолоконного провода.
Способ трудоемкий. Нам нужны фасонные заглушки для задвижек различного диаметра.
Диаметр пожарного водопровода должен быть не больше 300-400 мм.
При большем диаметре кабель закручивается, что в итоге мешает протолкнуть микрофон к месту повреждения.
Но зато такой метод максимально достоверно указывает проблемный узел, даже при малых протечках.
Система мониторинга
Здесь на помощь приходит целый комплекс, который состоит из приборов-регистраторов шумового уровня,
ПК со специальными программами и блока управления.
Суть работы таких систем.
Трубопровод разбит на участки.
Датчики-регистраторы (логгеры) собирают информацию о течах на каждом участке.
Приборы фиксируют шумы, создаваемые водой при утечках.
Уровень шума замеряется только ночью, поскольку днем слишком велики посторонние шумы.
Датчики записывают показания примерно с 2-х до 4-х утра.