1前言

我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的，人均水資源占有量不足世界平均值的四分之一，節(jié)水是我國(guó)的一項(xiàng)長(zhǎng)期的基本國(guó)策。沖便器(包括座便器及蹲便器)沖洗用水量占城市生活用水量的1/3以上，因此如何降低沖便器一次沖便的耗水量，一直是人們關(guān)注、的問(wèn)題。

如果用流體力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)分析沖便過(guò)程，會(huì)發(fā)現(xiàn)它實(shí)際上屬于液、固、氣的三相非穩(wěn)定流問(wèn)題。因此，如果想用流體力學(xué)來(lái)詳細(xì)分析沖便過(guò)程，將是比較困難的，實(shí)際上也沒(méi)有。這里只想借助流體力學(xué)的較基本原理對(duì)沖便過(guò)程作一些簡(jiǎn)要的，但有重要實(shí)際指導(dǎo)意義的分析。

2從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看現(xiàn)有的沖便器

從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看，沖便器的沖便過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)借助水的勢(shì)能及動(dòng)能對(duì)污物作功，將污物送出座便器或蹲便器下方的橫排污管，直至立排污管內(nèi)的過(guò)程。沖便過(guò)程大體上可分為兩個(gè)階段，第 一階段將污物送出坐盆，階段將污物送出坐便器或蹲便器下方的橫排污管，直至立排污管。從結(jié)構(gòu)上看，目前的沖便器大體上可分為有水箱沖便器與無(wú)水箱沖便器兩種。不同結(jié)構(gòu)的沖便器沖便過(guò)程中利用能量的方式也不同。以下對(duì)現(xiàn)有的不同結(jié)構(gòu)的沖便器沖便過(guò)程中的能量利用方式及其存在的不足作一些分析。

2.1有水箱沖便器

有水箱沖便器工作時(shí)先將自來(lái)水灌入水箱，沖便時(shí)打開(kāi)水箱底部的閥門(mén)，依靠?jī)?chǔ)存在水箱中水的重力勢(shì)能，完成放水沖便過(guò)程。為此，沖便器水箱中的水具有足夠的勢(shì)能，以使放出的沖便水有足夠的流量及動(dòng)量，且能持續(xù)一段時(shí)間。

上式表明，水箱內(nèi)水的總勢(shì)能與水箱內(nèi)水的總重量及水箱內(nèi)水的平均高度成正比。顯然，增加水的總量及增加水箱的高度是增加水箱內(nèi)水的總勢(shì)能卿增加沖便能力)的方法。從節(jié)水的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)該增加水箱的高度。但對(duì)于坐便器不適宜，對(duì)于蹲便器可行。

從能量利用的觀點(diǎn)出發(fā)，有水箱沖便器的沖便過(guò)程沒(méi)有充分利用自來(lái)水本身所具有的水的壓能。在將自來(lái)水灌入水箱中時(shí)，自來(lái)水本身所包含的水的壓能的絕大部分都被浪費(fèi)了。因此，從節(jié)水的觀點(diǎn)出發(fā)，不是一種理想的沖便器。

2.2無(wú)水箱沖便器

無(wú)水箱沖便器的沖便方式是直接將自來(lái)水的出水口引至坐便器或蹲便器的進(jìn)水口。利用打開(kāi)自來(lái)水閥門(mén)后放出的自來(lái)水所具有的動(dòng)能，對(duì)污物作功，實(shí)現(xiàn)沖便?？梢?jiàn)，這種沖便器的沖便能力取決于自來(lái)水在坐便器或蹲便器進(jìn)水口處的出水動(dòng)能。

為了實(shí)現(xiàn)既節(jié)水而又能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的沖洗凈度，以壓縮空氣儲(chǔ)備能量的沖便器沖便時(shí)應(yīng)能夠控制。經(jīng)，理想的沖便器應(yīng)滿足以下要求：

1)能按理想的程序?qū)崿F(xiàn)沖便，理想的程序至少應(yīng)該包含以下四個(gè)階段：

A.用少量的水將座盆四周的污物沖入下凹部；

B.用較大沖量的水將污物送出座盆；

C.用適量的水將污物進(jìn)一步送出座便器或蹲便器下方的橫排污管，直至立排污管；

D.向坐盆內(nèi)補(bǔ)放足夠的水，以便形成大于5公分的水封。

2)能夠自動(dòng)根據(jù)自來(lái)水的水壓改變而調(diào)整沖便參數(shù)。則這種沖便器的沖便過(guò)程用微電腦控制。

3)結(jié)構(gòu)上，要蓄能桶內(nèi)受壓水的釋放速度要快，且受壓水釋放后流體的沿程水頭損失及局部水頭損失要小。