Nivel de agua y anchura de los tubos

Question

Ayer me encontré con un poco de física, y no pude entender la física en el trabajo. He buscado en Internet, pero aún no he encontrado la respuesta. Supongo que hay un principio básico que estoy malinterpretando o que ignoro.

Básicamente, el alcantarillado se metió en mi casa. Entre otros puntos de entrada, el agua subió por el desagüe de la ducha y por la taza del váter.

La ducha se llenó hasta un poco por debajo del borde de su cuenca. El retrete se llenó un poco por debajo del borde de la taza, pero ninguno rebosó.

Así que básicamente tenía un depósito (la alcantarilla), con una tubería (la ducha) que se extendía hasta la altura del suelo + 4 pulgadas, y otra tubería (el inodoro) que se extendía hasta la altura del suelo + 24 pulgadas.

Lo que me confunde es que en mis libros de texto de física recuerdo haber visto un diagrama de un recipiente en forma de U con "patas" de distinto tamaño. Creo que el nivel de agua en cada pata de la U tenía que ser el mismo, porque si no habría una diferencia de presión en la base de la U que impediría que el sistema se estabilizara.

Edición: Aquí está un ejemplo de lo que estoy hablando .

¿Qué permitiría esta diferencia en los niveles de agua?

Answer 1

Para hacer un punto menos apetitoso: El argumento que lleva a que los niveles de agua sean iguales parte de un fluido ideal. Ahora bien, una alcantarilla que se atasca está lejos de ser ideal. Yo esperaría que piezas sólidas como el papel higiénico y las heces obstruyeran la tubería que conduce a la ducha (especialmente si el desagüe de la ducha tiene un sifón), mientras que el desagüe del inodoro está hecho para que pasen piezas más grandes.

Answer 2

Lo que le falta son algunos aspectos prácticos de la fontanería moderna. Cada accesorio moderno de la plomería (inodoro, dren de la ducha/del fregadero) tiene una trampa o un "u-bend" en la tubería antes de que conecte con la rama del alcantarillado o la tubería principal. Esto permite que una bolsa de agua se asiente en la curva de la tubería para evitar que los gases del alcantarillado se escapen de vuelta a la habitación cuando el accesorio no está siendo utilizado. Esta bolsa de agua obedece al principio de equilibrio que usted conoce. Cuando se utiliza el aparato, el agua que está por encima perturba este equilibrio y todo fluye hacia la tubería de alcantarillado.

Durante el evento de retroceso del alcantarillado, algo ha sucedido aguas abajo para proporcionar suficiente presión para invertir el flujo normal, y el material buscará cualquier salida libre (por ejemplo, el desagüe de la ducha). Estos eventos suelen ser de muy corta duración, por lo que probablemente proporcionaron suficiente presión para empujar el material a través de la curva en U del inodoro y la ducha, y luego cesaron. Una vez que esa presión desapareció, se aplica la física normal y los niveles de líquido alcanzan el equilibrio con sus respectivos codos en U. El lavabo de la ducha, a pesar de estar más bajo que el inodoro, contuvo el vertido porque tenía una superficie mayor para contener el volumen del vertido.

Fuente: Ingeniero de diseño de fontanería.

Más información sobre los sifones de fontanería aquí .

Answer 3

Si le preocupan las diferencias de altura del agua, entonces Todos los lavabos e inodoros tienen agujeros de rebose alrededor del borde del inodoro o justo debajo de la superficie superior del lavabo. Estos pequeños agujeros no son visibles fácilmente, ya que se hacen en lugares donde no se ven fácilmente. Esto asegura que el nivel de agua no suba por encima de cierto nivel. Por eso no se ve el desbordamiento. Como usted mencionó que estas 2 tuberías están a diferente altura, el agua en estas dos en realidad quería mantener la misma altura, no lo hacen. Porque estos agujeros de desbordamiento no les permite subir sin llenar completamente estos bolsillos que están dentro de la cuenca / inodoro en sí. Si se deja el agua durante más tiempo, entonces se debería ver que empieza a llenar estos agujeros también y a desbordarse.