坐便器的沖水過程和重視的問題

水資源是人類生活、生存和發展的的要素和條件，隨著工業化進程的加速及環境污染的加劇，有限的可利用水資源日益緊張和不足。人類社會文明的發展和進步，人民生活質量的不斷提高，又會使人均水消耗量增加，地區性乃至性水荒和水資源危機將日益嚴重。因此，水資源保護、合理使用水資源、節約用水已為國人所密切關注。當前，我國符合飲用水標準的水資源在日常生活中的消耗主要分為淋浴及沐浴用水、便器沖洗用水、洗衣用水、清洗餐具用水、飲用與烹調、室內衛生、沖洗汽車用水。其中，便器沖洗用水僅次于淋浴及沐浴用水量，占全部生活用水量的三分之一左右。所以坐便器的節水研制，是近十年來衛生陶瓷業給予   關注和重視的問題。

對于坐便器來說，它是用來承納并借助水的流動將人類排泄物及用品排入污水管道的衛生設施單元。它是以水作為污物載體，而且在水與污物合并后的混合介質中，水所占的重量百分比和容積百分比都大于污物，所以它具有水力學的特點。但是我們知道，沖水過程中流體(水與污物的混合物)的運動參量初始狀態、中間狀態和結束狀態的描述是   為復雜的。而且當數學模型建立后，由于有些邊界條件的無法確定而使得高階的偏微分方程   終無法收斂。所以，以下的分析假設了實際流體為理想流體(即運動參量是不隨時間變化的)，我們利用了簡單的理想流體柏努利方程和流體的動量方程來分析，當然對于坐便器的沖水過程，其結果只能是近似的滿足。

對于沖落式坐便器。為使沖刷水具有較大的勢頭。我們在不影響外觀造型的情況下，應盡量增加水箱高度，也就是增加了。對于壓力頭來說，因為我們對水箱中的存水并未施加外來的壓力，而我們在設計時限定耗水量在6L以下，所以壓力頭在靜態時它是   的。速度頭其能量來自于勢頭和壓力頭，對于沖落式坐便器，速度頭是我們設計時需要仔細考慮的，我們知道沖水過程中動量是守恒的，那么怎樣能夠使動量的   大值產生在我們   需要的位置或者設置的時間，這正是我們要考慮的設計思想。

當水箱高度   時，   先要考慮的就是水箱下水口。對于沖落式坐便器，水箱下水口的直徑，關系到水道的沖水量和流速(也就是流體的動量)，所以水箱下水口的當量直徑不能太小。

水箱中的水通過下水口進入水圈。對于沖落式坐便器，水圈通常有2種方式，即敞圈和閉圈，采用哪種形式，要根據產品的造型、沖水功能的要求和工藝過程中的可實施性來考慮。為了相對增加水圈水對水封水的壓力和流量，使水封水連同污物能進入管道，我們采用了敞圈式水圈。

水包的形狀、角度對沖水功能的影響也是較大的，而且它還受到坐便器整體造型的左右，往往整體造型的風格使得水包的形狀、大小都受到了限制。對于沖落式坐便器來說，為了使水圈水下落時具有相對較大的動量，從而使水封水和污物也具有足夠的動量進入管道通過排污口排出，所以在不影響造型的情況下，要使水面與地面的夾角相對較大些，也就是較陡些，使水圈水通過   短距離到達水封水面，減小沿程能量損失。當然水包水橫截面形狀不會是正圓的，水包下水口也不   在圓心處，所以對于水圈水下到水包時，我們   將水圈水進行分配，使得主沖水位置和方向設置恰當。主沖水是提供水封水及污物具有   動量的主要來源，其它水圈水除增加水量外主要是對水包面的濺污進行沖刷。對于閉圈的沖落式坐便器來說，除了主沖水孔和沖刷小孔的當量面積需要謹慎設計外，還要特別注意沖刷小孔的出水方向。

水包的下部要承納水封水，對沖落式坐便器來說，在滿足   標準中水封高度和水封面積的前提下，水封水的量不宜大。所以，為了使水封水和污物在輸入能量   的情況下盡可能的獲得較大的動量，應盡量減小靜止流體的體積(因為在實際沖水過程中，水封水和污物至少存在2種以上的介質，它們的密度已不同于單純的水封水)。這樣，在進行水包底部，水包下水口和管道設計時就應加以考慮。

管道是水箱水、水封水及污物排走惟一的必經之路，它設計的是否合理，直接影響著便器的沖水功能。當然，像水封水面積、高度一樣，   先是要符合衛生陶瓷   標準的要求，對于單純沖落式坐便器，只考慮流體能夠順利通過，盡量減小沿程阻力損失，排污口的墻距還要符合建筑設計安裝規范。但對沖落式節水坐便器來說，我們的管道設計借助了較多虹吸式管道的特點。這樣，使得污水具有較大動量，盡快進入管道，使后進入水包的水保持清潔度以稀釋率達到   標準要求。