Domanda:
Perché le condutture dell'acqua si interrompono in inverno?
James Jenkins
2015-02-20 21:24:06 UTC
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Potrebbe essere solo la mia percezione, ma sembra che le interruzioni dell'acqua principale (almeno a Pittsburgh PA) siano più comuni in inverno durante il freddo. Può darsi che siano più notizie degne di nota in inverno (acqua + freddo = ghiaccio> notizie).

È più probabile che la rete idrica si rompa in inverno? In caso affermativo cosa si può fare per limitare o prevenire il verificarsi?

In assenza di dati storici a sostegno di ciò, sono scettico. Ci sono molti casi di interruzione di corrente qui nell'America orientale orientale in primavera o in estate (principalmente a causa dell'età).
Quattro risposte:
#1
+15
Dave Tweed
2015-02-20 21:43:17 UTC
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Il freddo fa rimpicciolire le cose. Nonostante siano interrate - presumibilmente al di sotto della linea del gelo - sia il terreno esterno al tubo che l'acqua all'interno del tubo sono molto più fredde in inverno che in estate. Ciò fa sì che i segmenti del tubo si restringano, mettendo in tensione i giunti e aumentando le possibilità che uno debole fallisca. Al contrario, il clima caldo mette le articolazioni sotto compressione, aiutando a sigillare eventuali perdite.

Inoltre, il terreno si sposta durante i cicli di gelo / disgelo (noti anche come "gelate") e questo può causare ulteriori sollecitazioni sul tubi, anche al di sotto della linea del gelo, specialmente se una vecchia perdita ha lavato via parte del terreno che sostiene il tubo.

Non c'è davvero nulla che si possa fare che io sappia per mitigare questo problema per i tubi esistenti. Eventuali misure preventive devono essere messe in atto durante la prima installazione del tubo. Ad esempio, mettere uno strato di pietrisco attorno a un tubo aiuta a disaccoppiarlo sia meccanicamente che termicamente dal terreno circostante.

Il freddo rende anche molti materiali più fragili, in particolare l'acciaio, e quindi soggetti a cedimenti.
Anche molto importante in questo è che l'acqua, a differenza di quasi TUTTO IL ALTRO nell'universo, si espande quando diventa più fredda, in particolare da 4 ° C in giù. Quindi, mentre il tubo intorno si contrae, l'acqua si espande, esercitando una pressione ancora maggiore.
@TrevorArchibald: La pressione dell'acqua all'interno del tubo è regolata dall'utenza; la temperatura dell'acqua non c'entra. E l'idea di mettere i tubi al di sotto della "linea del gelo" è che rimangono comunque sopra i 4 ° C.
@DaveTweed La pressione dell'acqua all'interno del tubo viene regolata quando l'acqua è in condizioni normali e scorre. Quando le cose vanno male e l'acqua comincia a gelare per vari motivi entra in gioco l'espansione dell'acqua contraria alla contrazione del tubo. Per non parlare della "linea di gelo" utilizzata nel design è un numero abbastanza sfocato che varierà con i nuovi estremi meteorologici.
@Dopeybob435: Non ho mai sentito parlare di un solido congelante principale dell'acqua (su tutto il suo diametro), che è ciò che sarebbe necessario per creare un problema di pressione. Hai delle prove che ciò accada?
Dal punto di vista del servizio idrico pubblico, non ho esperienza personale con loro che si congelano come altre giurisdizioni hanno. Solo per dividere i peli, non penso che il tubo debba essere congelato in modo solido affinché l'espansione del ghiaccio comprometta le tubazioni, deve solo colmare una grande porzione. Elenco di esempi incompleto: http://www.startribune.com/local/west/245699131.html, http://minnesota.cbslocal.com/2014/04/14/tough-winter-leaves-municipal-water-towers- frozen /, http://wi-weston.civicplus.com/DocumentCenter/View/1582
@Dopeybob435 mentre il tuo secondo commento è interessante, non supporta la prima frase del tuo primo commento sulle variazioni di pressione dell'acqua. Ma supporta le ultime due frasi del tuo commento, potresti considerare di svilupparlo insieme ai tuoi link in una risposta. Ma 2 dei tuoi 3 collegamenti non riguardano la rete idrica, ma le torri dell'acqua e le linee laterali.
#2
+4
Greg Cassaro
2016-02-27 09:06:32 UTC
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Le principali carenze idriche sono maggiori nei mesi invernali che in primavera o in estate. In qualità di professionista del servizio idrico nell'Illinois settentrionale, abbiamo circa 120 guasti ogni anno con oltre 20 anni di dati. Ogni anno abbiamo 90 dei 120 tra dicembre e marzo (fatto). La domanda che in effetti è difficile da definire è perché? Ecco i fatti che vedo anno dopo anno e su cui baso la mia opinione.

  • Ogni anno, man mano che il gelo guadagna profondità e velocità da 1 piede a 3 piedi, tra il 15 dicembre e il 7 gennaio avremo 25 pause principali.
  • Dal 7 gennaio al 21 febbraio. Il gelo rimane a 3 piedi avremo 40 pause principali.
  • Dal 21 febbraio al 20 marzo come il gelo sta uscendo rapidamente da 3 piedi a 1 piede o meno avremo 25 pause principali.
  • Molti dei tubi più vecchi sono realizzati in ghisa molto rigida e fragile. è come cercare di piegare un bastoncino di zucchero. Il 95% dei guasti si verifica su questo tipo di tubo.
  • Il tubo più recente è costituito da un tubo di ferro duttile che è meno attrezzato, permettendogli di flettersi e piegarsi con la velocità del gelo e la profondità sia dentro che fuori.

Per quanto riguarda le condutture dell'acqua gelata, le uniche due che ho conosciuto erano entrambe poco profonde di 4 piedi o meno, un vicolo cieco e pochissime linee di servizio su di esse 1 o due. avanti e indietro sull'argomento, ma si sa che ho osservato il gelo, il freddo, l'età delle tubature e la composizione del materiale per 24 anni e l'intero guasto principale dell'acqua è ancora un grande mistero per molti giorni. Sovrintendente Water Utility Northern Illinois.

#3
+2
Tom Price
2015-03-01 00:28:29 UTC
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Per quanto ne so, ci sono due fattori principali, il carico di fatica e le basse temperature.

I tubi interrati sotto le strade subiscono il carico di fatica dovuto al traffico, sorprendentemente. Letteralmente le auto che passano sulla superficie stradale trasmettono un carico ai tubi, anche se è un carico molto piccolo. Tuttavia, questo accade molte volte al giorno e i tubi rimangono nel terreno per lunghi periodi di tempo. Ciò significa che subiscono milioni di carichi di cicli di fatica per decenni (almeno 50 anni non sono insoliti per i gasdotti).

Aggiungi il ciclo termico grazie alle condizioni meteorologiche e ai tubi metallici (e alla plastica, per in misura minore) diventerà fragile a basse temperature.

Puoi vedere dove sta andando.

La corrosione causata dall'acqua è ancora un altro fattore ecc. ecc. ecc. e fondamentalmente è tutto un ambiente sorprendentemente ostile per qualcosa che deve durare così a lungo.

#4
+1
Chris Parrish
2015-02-21 02:52:16 UTC
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La rete idrica non si congela. La pressione dell'acqua viene regolata lungo il percorso (torri d'acqua, ecc.), Quindi la temperatura non influisce sulla pressione. I colpi di terra congelati, i tubi freddi si contraggono e i tubi freddi sono più fragili.

Benvenuto in Engineering. Vorresti espandere un po 'di più la tua risposta, per favore? Come attualmente scritto, la tua risposta in realtà non affronta la domanda più ampia sollevata.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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