biglebowsky: (Milperra)
[personal profile] biglebowsky
В Нью-Йорке, в 19-этажном здании, 2 октября 2013г*, взорвался унитаз. Неслабо так взорвался - некий чувак Мишель Пьер получил серьезные ранения осколками фаянса в лицо, в руку и в ногу. Потерял сознание от кровопотери, был доставлен в госпиталь, откачали.

Подробная статья - http://www.nydailynews.com/new-york/brooklyn/exploding-toilet-leaves-brooklyn-man-afraid-flush-article-1.1481268.
В заметке http://www.townsvillebulletin.com.au/news/world/new-york-man-hit-in-the-face-by-exploding-toilet/story-fnjbobeg-1226738749942 утверждается, что в здании взорвалось четыре унитаза. Три - "удачно", а один унитаз - с пострадавшим.
Русскоязычная заметка по теме http://stomaster.livejournal.com/3069547.html

Поговорим о гидродинамике.
По нормативам, давление в городской водопроводной сети может достигать 6 атм**.
Обычный кухонный кран / кран в умывальнике устроен довольно хитрым образом. Даже когда кран полностью открыт, поток воды не идет по прямой. В кране довольно сильные изгибы, кроме того, проходное сечение даже полностью открытого крана мало. В результате, возникают огромные потери на вихреобразование / трение. Вода теряет энергию, как говорят, напор воды "срабатывается". Вытекающая из крана вода не будет иметь ни избыточного давления, ни особой скорости.
Если заменить кран на "полнопроходной вентиль", то, как ни удивительно, тоже ничего по-настоящему любопытного не получится. Вода потечет БЫСТРО, а это значит, что будут чудовищные потери на трение / вихреобразование в подводящих трубах. Эти трубы более-менее разумного диаметра, в них напор и "сработается".
А вот если в трубу добавить пузырь воздуха...
Этот пузырь медленно и спокойно (т.е., без потерь энергии) доберется до приоткрытого крана, а дальше пузырь пройдет сквозь узкий зазор в этом кране очень лихо (для воздуха это - не препятсвтие; потерь энергии не будет). Все 6 атм давления будут благополучно переданы воде, заполняющей носик крана. И эта вода вылетит с ОЧЕНЬ громким фырканьем. По счастью, в носике крана не так уж много воды, а сам кран - металлический и прочный.

Теперь рассмотрим такую штуку, как "безбачковый унитаз".



На фотографии безбачковый унитаз, аналогичный взорвавшемуся; наученный горьким опытом Мишель Пьер смывает унитаз с безопасной дистанции.
(Все фотографии в данном post'е взяты из заметки http://www.nydailynews.com)

Отключим, для ремонта, в здании воду, а потом опять заполним трубы так, чтобы была куча воздушных пузырей. Такой пузырь пройдет сквозь клапан унитаза, не потеряв энергии, и, если канал в ободке унитаза был заполнен водой, передаст 6 атм (или какой там стандарт в Нью-Йорке) на этот фаянсовый ободок.

Получится как-то так:



Around 11 p.m. Pierre checked if the pressurized flush-valve toilet was working and pulled the handle. He’ll never forget what happened next.
“I remember there was a ‘boom’ and the thing exploded in my face,” Pierre said. “I was blinded and pieces flew all over the place.”






-------------------------
* "The water had been shut off for plumbing work on Oct. 2, the day of the explosion, according to Theresa Racht, general counsel for the co-op where Pierre lives, Caton Towers." http://abcnews.go.com/US/exploding-toilet-wounds-man/story?id=20533296

** Благодаря замечанию gray_bird посмотрел нормативы по давлению воды. В квартиру не должны подавать давление большее, чем 6 атм.
---------------------------

Update.
Меня заинтересовало, взрывались ли еще унитазы в США по данной схеме.
В городе Washington, D.C., есть такая штука, как General Services Administration - хозяйственное управление федерального правительства http://en.wikipedia.org/wiki/General_Services_Administration
Если верить американской прессе, то 26 сентября 2011г в офисе этого хозяйственного управления взорвались 2 унитаза во время смыва, два человека пострадали, причем в одном случае потребовалась госпитализация.
Здание офиса было запитано водой по схеме "насосы + воздушный аккумулятор давления без мембраны (он же - расходный бак)". Возудх подкачивался в бак воздушным компрессором. По какой-то причине уровень воды в расходном баке слишком упал, в трубы пошел сжатый воздух.

Статья Washington Post от 29 сентября 2011г http://www.washingtonpost.com/politics/exploding-toilets-injure-2-federal-workers/2011/09/28/gIQA3IDt5K_story.html
Некие рассуждения о данном инциденте http://news.discovery.com/tech/toilet-tales-commode-explosion-110929.htm
Страничка, на которой выложены внутренние "полусекретные" документы по данной аварии http://nsarchive.wordpress.com/2012/04/20/document-friday-the-gsas-exploding-toilet-err-domestic-water-system-incident/


Update.
Оказывается, американцы еще большие затейники, чем я предполагал. Они изобрели способ взрывать унитазы с бачками. В керамический бачок вставляется некая герметичная пластиковая "цистерна", играющая роль гидроаккумулятора. Сам керамический бачок становится декоративным ограждением. При наполнеии "цистерны" находящийся там воздух сжимается. При опорожнении - сжатый воздух с силой выталкивает воду, чтобы слив был интенсивнее.
Называется "Flushmate III Pressure-Assisted Flushing System".
При неполадках, высоким давлением разносит либо керамический бачок, либо керамическую нижнюю часть унитаза. Пишут, что не менее 304 унитазов с этой системой уже взорвались.
http://www.businessinsider.com.au/exploding-toilets-prompt-5-million-lawsuit-2012-8
http://explodingtoilets.com/
http://flushmatelawsuit.wordpress.com/2012/09/19/recall/

Date: 2013-10-12 09:50 am (UTC)
From: [identity profile] iced-beard.livejournal.com
Это был гидроудар? С самого верха был столб воды?

Date: 2013-10-12 09:56 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
В процессе набивания текста. Минут через пятнадцать будет готово. Вкратце - прохождение пузыря воздуха сквозь безбачковый унитаз.

Date: 2013-10-12 10:09 am (UTC)
From: [identity profile] iced-beard.livejournal.com
То есть вместо удерживания столба воды вакуумным давлением, тот просто упал в смыв унитаза?

Date: 2013-10-12 10:30 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Написал текст.

живу в Испании

Date: 2013-10-12 11:05 am (UTC)
From: [identity profile] belkafoto.livejournal.com
и про такое пока не слышал.
Американская специфика?

Date: 2013-10-12 11:20 am (UTC)
From: [identity profile] gray-bird.livejournal.com
Так вы наверное не в небоскребе живете?

Date: 2013-10-12 11:56 am (UTC)
From: [identity profile] belkafoto.livejournal.com
не в небоскребе живете?

То есть проблема заключается в небоскребном давлении? Или решением вопроса о пузырьках воздуха?

Date: 2013-10-13 06:56 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Добавил "update". В Вашингтоне офис был восьмиэтажным.

Date: 2013-10-12 11:07 am (UTC)
From: [identity profile] gray-bird.livejournal.com
Я бы сказал, что не совсем так.

Главное, это не давление, главное скорость!
Если расход воды небольшой, а много и не пролезет через вентиль, скорость воды в трубе небольшая, а вот если в трубе воздух, а за ним вода будет интересный эффект, как мы помним вода практически несжимаема.
Вода в трубе разгонится, до максимальной скорости ламинарного потока, если правильно помню чего-то вроде 7 м/с, после чего эдакий цилиндрический лом, массой в десятки килограмм встречает препятствие, вся энергия инерции этой воды мгновенно(скорость звука) передается конструкции.
Далее следует БЗДЯМ и конструкция разлетается.

Если на трубу поставить кран, который можно "мгновенно" закрыть, тоже можно организовать гидроудар. Открыл на максимум, а потом мгновенно закрыл - готово дело.

Date: 2013-10-12 11:56 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Да, можно и по такой схеме.

Нам потребуется
- пузырь воздуха, проходящий сквозь клапан;
- еще один пузырь воздуха, разгоняющий упомянутый Вами "цилиндрический лом" между этими двумя пузырями.

Этим гидроударом ломает сливной клапан, и ломает так удачно, что наружу вода не вытекает.
Сломать клапан обязательно нужно, неразломанный клапан, скорее всего, будет иметь слишком большое гидравлическое сопротивление.
Да, кстати. Вода должна умудриться не потерять энергию на паре очень неудачных с точки зрения гидравлики изгибов.

Итак, вся вода направляется в фаянсовую часть унитаза. Если суммарное проходное сечение слива унитаза меньше сечения подающей трубы, то возможен неполный гидравлический удар в фаянсовой части. Однако, почему это сечение должно быть меньше? Чтобы был непоный удар при каждом штатном срабатывании сливного клапана?

Не совсем понятно, зачем нужно строить столь сложную цепочку предположений? По моим представлениям, 16 атм. унитаз и так не выдержит, к чему лишние сущности?

Date: 2013-10-12 12:13 pm (UTC)
From: [identity profile] gray-bird.livejournal.com
Полагаю, статические 16 атмосфер унитаз прекрасно выдержит.
Чугунные батареи отопления, и то выдерживаю, там и стенка тоньше и геометрически, не столь удачная конструкция.

Вдобавок, я не уверен, что в бытовой сети NY есть 16 атм давления. Это, мягко говоря, дофига. Бытовые оконечки на такое не рассчитаны. В Москве, к примеру, типичное давление, 4,5-6 атм в многоэтажной застройке, да и то на вводе в каждую квартиру стоит клапан, который снижает давление до 2-2,5.

А вот прилетевшая порция кинетической энергии хрупкий санфаянс разобьет.

Date: 2013-10-12 12:23 pm (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Посмотрел нормативы. Да, действительно, в квартиру не должны подавать больше 6 атм.
Это меняет дело.

Исправил в тексте 16 атм. на 6 атм.

Черт его знает, что там с прочностью унитазов...
Edited Date: 2013-10-12 01:14 pm (UTC)

Date: 2013-10-12 01:20 pm (UTC)
From: [identity profile] gray-bird.livejournal.com
Кстати, сейчас в голову пришло, клапан не обязательно ломать, если там достаточное сечение, то ударный импульс прекрасно пройдет через воду и клапан.

Date: 2013-10-12 01:32 pm (UTC)
From: [identity profile] gray-bird.livejournal.com
Кстати, у вас есть системная ошибка в рассуждениях!
Если взорвались 4 унитаза, три из которых в этот момент не использовались - нет никакого значения сидел чувак или смывал и прочие параметры клапанов!
Вероятно, сантехники действительно создали гидроудар в системе, который в зоне своего максимума просто смел нахрен клапана и разнес унитазы вдребезги.

Date: 2013-10-12 01:47 pm (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Ну, почему не использовались? Речь идет о том, что у пользователей травм не возникло. Впрочем, все остальные три унитаза вполне могут оказаться "газетной уткой".

Date: 2013-10-12 12:24 pm (UTC)
From: [identity profile] evgeniy72.livejournal.com
Толково.

Date: 2013-10-12 12:42 pm (UTC)
From: [identity profile] mmiinnuuss.livejournal.com
Вот смотрю я на тот толчок. Вот по бокам где разорвано - там как будто труба. Наши местные сделаны так что там как будто - разрезанная труба - внизу трубы прорезь, из неё собственно и вытекает вода для смыва. Если у американцев вместо прорези - отверстия , которые вроде слабо можно заметить на фото - то некий объём воды, ограниченный в основном диффузорами всех соединений перед унитазом, ну и на входе там наверняка какой-то простейший ограничитель стоит они спокойно пропускали, давления в разорванной на фото трубе там как такового видимо и не было - ну там 0.Х, 0.0Х атм, что-т в этом духе. А вот когда вместо этого объёма вдруг через диффузор влетело пару пару вёдер сжатого до нескольких атмосфер воздуха (которому тот диффузор по сравнению с водой ввиду плотности в 4200 раз меньше- распахнутые ворота, а не калиточка на цепочке) - вода в той круговой трубе унитаза не успела (инерция) быстро вытечь - давление скакнуло до Х (ХХ?) атм, т.е. Х-ХХ кг на 1 кв.см, при 1 атм., или 500 кг на 10*10 кв.см. при не таких уж и больших 5 атм. А вот на полтонны на участке 10*10 фаянс явно не рассчитывали.

И врыв твёрдого предмета под влиянием давления газа изнутри паскудный ещё и потому, что воздух расширяясь - разгоняет осколки аки порох болванку в пушке. Вода так не сделала бы.

Вобщем, конструктора советской и постсоветской школы советские и постсоветские толчки явно на такое рассчитывали. Несмотря (а скорее благодаря бачковой системе слива.) на наших унитазах не отверстия а прорезь, площадь её на порядок-два больше чем у тех отверстий. По крайней мере у тех, которые я видел. Посему из наших унитазов в такой ситуации максимум думаю - ну свежесделанные результаты воздухом в потолок впечатало б.
А вот американские - на такое - явно не рассчитывали. Откуда офигевайтунг (с) - они чего - никогда не слышали что в трубы с жидкостью иногда воздух попадает?

Date: 2013-10-12 01:01 pm (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Да,на мой взгляд, хватит просто пузыря воздуха, без всяких хитрых гидроударов, о которых писал досточтимый gray_bird

Унитазы, у которых по обводку вместо сплошной прорези - отверстия, я видел живьем. Судя по тому, как такой унитаз сливается, суммарная площадь отверстий приблизительно совпадает с типичной площадью щелевого зазора.

Date: 2013-10-12 07:48 pm (UTC)
From: [identity profile] mmiinnuuss.livejournal.com
> Судя по тому, как такой унитаз сливается, суммарная площадь отверстий приблизительно совпадает с типичной площадью щелевого зазора.

Видимо, то были не нью-йоркские унитазы, и авторы тех унитазов явно учли ситуацию, когда в системе вместо воды - воздух.

А тут же по второму фото - отверстия для слива едва видны.

Негру повезло, что он не сидя на толчке за слив дёрнул - ибо порвало б жопу буквально в клочья, а там сосудов крупных - хватает, так что истёк бы кровью.

Date: 2013-10-12 02:09 pm (UTC)
From: [identity profile] fon-rotbar.livejournal.com
Обалдеть результатец!

Date: 2013-10-12 02:23 pm (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Большинство новостных агентств, естественно, проиллюстрировали эту историю картинками унитазов с бачком.
Поэтому, данная история меня и заинтересовала.

Date: 2013-10-12 08:10 pm (UTC)
From: [identity profile] mmiinnuuss.livejournal.com
Читая эти самые новостные агенства если есть доступ к информации от первоисточника/очевидцев - обычно испытываешь расовую ненависть к этим самым агенствам.

Date: 2013-10-12 05:36 pm (UTC)
From: [identity profile] zloradskij.livejournal.com
Унитаз - белый. Налицо расовая ненависть.

Date: 2013-10-14 04:26 am (UTC)
From: [identity profile] stomaster.livejournal.com
надо теперь поаккуратнее)

Date: 2013-10-14 04:43 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Мне очень "Pressure-Assisted Flushing System" понравилась:

http://www.youtube.com/watch?v=AkYZQDcI7dA


Edited Date: 2013-10-14 04:44 am (UTC)

Date: 2013-10-23 12:09 pm (UTC)
From: [identity profile] nik-vic.livejournal.com
Когда-то в молодости обсуждал с сокурсником проблему тщательного полоскания зубов.
Пришли к выводу, что во рту нужно иметь и воду, и воздух - с эффектом кратковременной весьма высокой скорости воды между зубами после прохождения воздуха ;)

Date: 2013-11-05 11:29 pm (UTC)
From: [identity profile] kray-zemli.livejournal.com
Вижу два варианта, и они отличаются от вашего.

1. Гидроудар мог произойти в самом водопроводе. От того, что заслонку на его входе открыли слишком резко. Вода сначала сжала воздух в водопроводе до положенных 6 атмосфер, но успела в процессе разогнаться и по инерции продолжила сжимать воздух до более высокого давления. Трубы повышенное давление выдержали, а клапан и унитаз -- нет. Для таких унитазов, говорят, применяются водопроводы повышенного диаметра (инача потока для смыва не хватает), который и позволил достичь высоких скоростей воды и, соответственно, высокого давления гидроудара.

2. Унитаз раскололся под воздействием удара высокоскоростными капельками воды, ускоренными в расширяющемся потоке сжатого воздуха до сотен метров в секунду.

Date: 2013-11-06 04:00 am (UTC)
From: [identity profile] biglebowsky.livejournal.com
Re: (1)
Возможно, но маловероятно. Вода плохо сжимается, много энергии запасти в сжатой воде затруднительно. Гидроударом удобно что-нибудь раскалывать, а вот разлет осколков обеспечить не так-то просто.

Date: 2013-11-06 10:47 am (UTC)
From: [identity profile] kray-zemli.livejournal.com
Зато воздух сжимается хорошо. Даже 6 атмосфер -- не шуточки.
Page generated Jul. 28th, 2017 08:37 am
Powered by Dreamwidth Studios