Si funksionon një sistem me rrjedhë kundërdrejtuese në një pishinë?

Fizika kryesore dhe funksioni i një sistemi kundërdrejtues

Parimi i Bernoullit dhe ekuilibri i momentit në rrjedhën kundërdrejtuese

Sistemet me rrjedhë të kundërt funksionojnë bazuar në parimin e Bernoullit. Kur uji shpejtësohet përmes atyre gypave të shpërthimit, krijohen zona me presion më të ulët që tërheqin ujin e rrethinisë dhe krijojnë lëvizje përpara. Kjo ndryshim në presion lejon notëtarët të mbeten në vend pa u shtyrë rreth. E gjithë kjo varet edhe nga ekuilibrimi i momentit. Notëtarët shtyjnë kundër rrjedhës, dhe sistemi përgjigjet pothuajse menjëherë duke rregulluar rrjedhën e ujit. Disa studime nga "Journal of Fluid Dynamics" vitin e kaluar treguan rezultate interesante. Ruajtja e shpejtësisë së ujit të përshtatshme brenda një intervali prej rreth plus ose minus 0,2 metra në sekondë zvogëlon përdorimin e energjisë me rreth 17% në krahasim me sistemet më të vjetra që nuk mund të adaptoheshin. Mirëmbajtja e gjithë kësaj kërkon pompë shumë të fuqishme. Për pishinat me madhësi olimpike, po flasim për makina me fuqi nga 80 deri në 120 kuaj fuqi vetëm për të neutralizuar forcën që njerëzit gjenerojnë gjatë notimit. Këto pompë duhet të transferojnë energjinë kinetike me shumë saktësi për të ruajtur funksionimin e qëndrueshëm të gjithë sistemit.

Regjimet e Rrymës Laminare kundrejt Atij Tufor dhe Ndikimi i Tyre mbi Përvojën e Notuesve

Cilësia e rrjedhës së ujit ka një ndikim të madh në efikasitetin e seancave të stërvitjes dhe në nivelin e komoditetit që ndjejnë sportistët. Rrjedha laminare, që do të thotë rrjedha të lëmuara paralele që nuk vibrojnë shumë, ofron natacëve rezistencën e qëndrueshme që nevojiten për të përsosur teknikat e vrapimit dhe për të zhvilluar teknika më të mira. Nga ana tjetër, kur kemi rrjedhë turbulente, ajo shkakton ndryshime të paparashikueshme të shtypjes. Sipas disa kërkimeve të botuara vitin e kaluar në revistën Sports Engineering Review, kjo mund të bëjë ushtrimet të ndiqen rreth 34% më të vështira se sa duhet. Prandaj, objektet moderne të stërvitjes kanë filluar të instalojnë këto difuzore të veçanta me formë konike dhe drejtues të rrjedhës. Këto pajisje ndihmojnë që gjithçka të funksionojë në mënyrë të qëndrueshme duke ruajtur numrat e Reynolds nën 2.000, që është pikërisht intervali i dëshiruar për kushtet laminare. Natacët zakonisht vërejnë një ndryshim të vërtetë edhe në praktikë. Kur turbulenca mbetet nën 5%, shumica e njerëzve thonë se nuk ngarkohen aq shumë gjatë atyre seri intense anaerobike. Por nëse rrjedha bëhet shumë kaotike, ajo pengon modelin normal të frymëmarrjes nga të dyja anët dhe e bën më të vështirë aktivizimin e duhur të muskujve të barkut.

Përbërësit kryesorë që e bëjnë të besueshme sistemin me rrjedhë të kundërt

Pompat me efikasitet të lartë: Shkalla e rrjedhës, shtypja në lartësi dhe efikasiteti energjetik

Pompat janë, në thelb, 'gjaku i gjallë' i çdo sistemi pule. Kur bëhet fjalë për pulat e shtëpisë, është shumë e nevojshme që rreth 100 deri në 200 galona ujë të lëvizin çdo minutë, nëse swimmerët duan të ruajnë shpejtësinë e tyre, pavarësisht se po notojnë thjeshtë apo po bëjnë lapsa. Edhe shtypja në lartësi ka rëndësi, sepse pa mjaftueshmëri fuqie, uji nuk do të mund të forcohet nëpër tuba dhe nozulat në mënyrë të duhur, dhe rrjedha do të shkatërrohet. Këtu hyjnë në punë pompate me shpejtësi të ndryshueshme. Ato lejojnë përdoruesve të rregullojnë shpejtësinë me të cilën uji lëviz rreth, duke ulur faturat e energjisë elektrike me rreth 70% në krahasim me modelet e vjetra me shpejtësi të vetme. Me kalimin e kohës, kjo shuma shtohet shumë, veçanërisht sepse shumica e njerëzve e eksploaton pulën për orë të tëra vazhdimisht kur po notojnë.

Dizajni i nozulit të shpërthimit: Gjeometria e difuzorit dhe synimi i rrjedhës i përqendruar në notues

Mënyra se si janë projektuar mëndafshet bën tërë ndryshimin kur uji me presion të lartë shndërrohet në diçka që është vërtet e dobishme dhe e qëndrueshme për notësuesit. Kur difuzori zgjerohet gradualisht, ai transformon turbulencën kaotike në ujë që rrjedh me qetësi, duke zvogëluar kështu vortekset e vogla të zhurmshme që konsumojnë pajisjet më shpejt se normalisht. Shumica e sistemeve lejojnë operatorët të rregullojnë këndin me rreth plus ose minus pesëmbëdhjetë gradë, në mënyrë që uji të godasë pikërisht zonën ku do të ishte trupi i mesëm, duke krijuar rezistencë të barabartë në tërë trupin gjatë ushtrimeve. Inxhinierët përdorin këto modele kompjuterike të sofistikuara, të quajtura CFD (Dinamika e Lëngjeve), për të përmirësuar mënyrën se si uji del nga sistemi, duke eliminuar vendet ku uji qëndron i palëvizur ose dalë shumë shpejt në zona të caktuara. Ajo që ne përfundojmë me të ka një ndjesi shumë më natyrale kur notohet kundër tij, duke mbetur shumë e qëndrueshme në tërë gjatësinë e korridorit të notit, duke ndryshuar jo më shumë se dhjetë metra në sekondë nga fillimi deri në fund.

Llojet e Sistemeve të Rrymës Kunderdrejtuese dhe Krahasimi i Performancës në Botën Reale

Sistemet me rrjedhë të kundërt sot ekzistojnë në dy lloje kryesore: ato që instalohen drejtpërdrejt gjatë ndërtimit të pishinës dhe ato që shtohen më vonë në pishina ekzistuese. Sistemet e integruara zakonisht ofrojnë një konzistencë më të mirë të rrjedhës, rreth 15 deri në 20 për qind, pasi kanë rrugëzim hidraulik më të mirë dhe mbështetje strukturore më të fortë. Njësitë e modifikuar (retrofit) janë shumë më të lira për t'u instaluar në fazën fillestare, duke kushtuar rreth 30 deri në 40 për qind më pak se instalimi i tyre në pishina të reja. Hulumtimet mbi lëvizjen e ujit kanë zbuluar se pishinat e ndërtuara me këto sisteme ruajnë rrjedhën laminare të qetë për rreth 25% më gjatë gjatë sesioneve të zgjatura të trajnimit. Për versionet e jashtme (above ground), ato funksionojnë shumë mirë në pishina rehabilituese të thella ku një turbulencë e kontroluar ndihmon në ripërtëritjen e muskujve dhe në mësimin e nervave si të punojnë përsëri pas një dëmtimi. Kur bëhet fjalë për kursimin e energjisë, lloji i pompës është shumë i rëndësishëm. Pompat me shpejtësi të ndryshueshme mund të ulin kostot vjetore të funksionimit nga 200 deri në 400 dollarë amerikanë në krahasim me modelët e vjetër me shpejtësi të vetme, në objektet urbane. Megjithatë, shumica e personave që instalojnë këto sisteme hasin probleme me uniformitetin e rrjedhës. Vetëm rreth gjysma e sistemeve të modifikuara arrin të ruajë lëvizjen e ujit me shpejtësi të konstante brenda një variacioni prej plus ose minus 5% përtej vetëm dy metrave nga gypat, përveç nëse shtohen karakteristika speciale për drejtimin e rrjedhës.

Konsiderata praktike për instalimin dhe optimizimin e një sistemi me rrjedhë të kundërt

Udhëzime për përcaktimin e madhësisë bazuar në dimensionet e pishinës dhe përdorimin e synuar (trajnim vs. rehabilitim)

Marrja e pajisjeve me madhësi të duhur do të thotë përshtatjen e modeleve të lëvizjes së ujit me formën e pishinës dhe me atë që ajo duhet të bëjë. Për trajnimin profesional në not, shumica e ekspertëve rekomandojnë një shpejtësi rryme midis 1,8 dhe 2,2 metrave në sekondë, gjë që zakonisht kërkon pompë me fuqi të pakten 15 kuaj fuqi, që të krijojë rezistencë të mjaftueshme për ndërtimin e forcës së goditjeve dhe për mbajtjen e një ritmi të saktë gjatë garave. Kur bëhet fjalë për punën e rehabilitimit, gjërat ndryshojnë shumë. Këto aplikime zakonisht kërkojnë rryma më të buta, rreth 0,8–1,2 metra në sekondë, të cilat përgjithësisht realizohen nga sisteme më të vogla me 7–10 kuaj fuqi, që mund të rregullohen sipas nevojës pa stresuar nyjet. Gjithashtu, thellësia e pishinës ka rëndësi edhe për vendosjen e ajrorëve. Pishinat më të thella se 1,5 metra zakonisht kërkojnë difuzorë të vendosur në kënd, që të mos krijojnë vale të padëshiruara në sipërfaqe apo të zhytnin bollëk ajri. Para se të merrni çdo vendim blerjeje, është e rëndësishme të verifikoni të gjitha të dhënat në diagramet e rrjedhës të prodhuesit dhe të kryeni llogaritjet bazuar në matjet aktuale të volumit të pishinës. Sistemet që janë shumë të vogla do të sjellin inkonsistenca frustruese në forcën e rrymës, ndërsa përzgjedhja e një sistemi shumë më të madh se ajo që nevojitet thjesht harxhon energji elektrike shtesë dhe shkakton konsumim të shpejtë të komponentëve.

Praktikat më të mira për mirëmbajtje, kontroll të zhurmës dhe kursim energjie

Miraqja e rregullt e mban sistemet në funksionim më gjatë dhe i përmirëson performancën në përgjithësi. Pastrojeni muajorisht filtrimet e hyrjes, që të mos bllokohen dhe të mos shkaktojnë zvogëlim të rrjedhës së ujit. Çdo tre muaj kontrolloni difuzorët e nozulave për çdo depozitë kalciumi ose rritje biofilmike që mund të po formohet. Dëshironi një punë më të qetë? Vendosni pompot në izolatorë vibracioni dhe vendosni pajisjet të paktën 3 metra larg skajeve të pishinës, që të zvogëlohet transmetimi i zhurmës nëpër mure. Pompat me shpejtësi të ndryshueshme janë një revolucion kur bëhet fjalë për kursimin e energjisë, duke zvogëluar përdorimin e energjisë elektrike me rreth 30% në krahasim me modelet e vjetra me shpejtësi të vetme. Për të arritur edhe më tej, planifikoni operimet gjatë orëve jo kulminuese dhe përdorni mbulimet termike kur pishinat nuk janë në përdorim, gjë që mund të zvogëlojë kostot e ngrohjes sërish nga gjysma deri në dy-treçat e treta. Mos harroni të hermetizoni të gjitha lidhjet e tubave me epoksidë marinare me cilësi të lartë. Një vrimë e vogël këtu apo aty mund të humbë deri në 20 000 litra ujë çdo vit, kështu që kjo hapësirë e thjeshtë bën një ndryshim të madh si në efikasitet ashtu edhe në kursimin e kostove.

Seksioni i FAQ

Mbi cilin parim mbështeten sistemet me rrjedhë të kundërt?

Sistemet me rrjedhë të kundërt mbështeten në parimin e Bernoullit, i cili përdor ndryshimet e shtypjes për të ruajtur pozicionin e notuesit duke rregulluar rrjedhën e ujit në mënyrë të përshtatshme.

Si ndryshon rrjedha laminare nga rrjedha turbulente në këto sisteme?

Rrjedha laminare ofron shkarkime të lëmuara dhe paralele, ideale për rezistencë të qëndrueshme, ndërsa rrjedha turbulente krijon ndryshime të paparashikueshme të shtypjes që bëjnë ushtrimet të ndjehen më të vështira.

Cilat janë dy llojet kryesore të sistemeve me rrjedhë të kundërt?

Dy llojet kryesore janë sistemet integruar për piscinat e reja dhe njësitë e modifikuar për piscinat ekzistuese, ku sistemet integruar sigurojnë një konzistencë më të mirë të rrjedhës.

Si ndikon fuqia e pompës dhe shpejtësia e rrjedhës në performancën e sistemit?

Fuqia e pompës dhe shpejtësia e rrjedhës janë kritike, me kërkesa të ndryshme për qëllime të trajnimit në krahasim me ato të rehabilitimit, duke ndikuar në rezistencë, efikasitetin energjetik dhe koston.

Cilat praktika mirëmbajtjeje përmirësojnë efikasitetin e sistemeve me rrjedhë të kundërt?

Pastrimi i rregullt i filtrave të hyrjes, kontrolli i difuzorëve të nozulëve për depozita dhe përdorimi i izolatorëve të vibracionit për një funksionim më të qetë ndihmojnë në ruajtjen e efikasitetit të sistemit.