Was sind die verschiedenen Arten von Wasserleitsystemen?
Wasser ist die häufigste Verbindung auf der Erde. Die Kontrolle von Wassertemperatur, Durchflussrate, Druck und Reinheit wirkt sich auf praktisch jedes künstliche, biologische und physikalische System aus. Die einzigartigen Eigenschaften von Wasser machen es zum in der Industrie am häufigsten verwendeten Lösungsmittel, Wärmeaustauschfluid und Reinigungsmittel. Steuerungsstrategien werden um die Eigenschaft des in einem bestimmten Prozess verwendeten Wassers herum entworfen.
Die Temperatur von Wasser in industriellen Anwendungen wird durch Prozessregler in Wärmetauschern geregelt. Wasser kann das Kühl- oder Heizmittel sein. In einem Autokühler bewirkt die hohe Wärmekapazität von Wasser, dass das Wasser Wärme vom Motor aufnimmt. Es überträgt dann die Wärme durch die Luftbewegung über den Kühler an die Umgebungsluft. Ventilsteuerungen erhöhen oder verringern den Wasserdurchfluss abhängig von der Abweichung von der gewünschten Temperatur.
Die Wasserdurchflussrate ist ein Problem bei Bewässerungs-, Verarbeitungs- und Reinigungsanwendungen. Dieser Parameter wird durch Überwachung des Drucks in geschlossenen Systemen gesteuert. Da der Durchmesser der Rohrleitungen bekannt ist, können Druckanzeigen in Durchflussraten umgerechnet werden. Rückkopplungsschleifen in der Elektronik des Reglers sorgen für einen konstanten Durchfluss.
In offenen Systemen wie Bewässerungskanälen erfassen Drehvorrichtungen wie Propellerblätter die Wassergeschwindigkeit. Durch Kenntnis der Querschnittsfläche des Wasserversorgungssystems und Überwachung des Durchflusses über die Zeit kann das gesamte übertragene Wasservolumen erhalten werden. Das Wasserleitsystem umfasst manuelle und automatische Tore, Ventile und Dämme.
Druck ist der Steuerungsparameter bei der Verarbeitung vieler Materialien sowie bei der Extraktion von Chemikalien mit Wasser. Die Dampfform von Wasser ist bei diesen Kontrollschemata häufig das wirkende Mittel. Der Druck ist die Grundlage dieses Wasserregelungssystems und wird durch Regelung der Dampfdurchflussmenge und -temperatur eingestellt.
Die Reinheit des Wassers oder die Konzentration einer gewünschten im Wasser gelösten Verbindung bilden die Kontrollfaktoren in einer anderen Art von Wasserkontrollsystem. Online-Kontrollsysteme überwachen den gelösten Stoff auf verschiedene Arten. Das Wasser kann auf Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit, Transparenz, Azidität oder direkt auf Konzentration durch verbindungsspezifische Instrumente wie ionenspezifische Elektroden analysiert werden. Offline-Kontrollstrategien werden immer zum Sichern und Kalibrieren von Online-Kontrollen mithilfe von periodischen Stichproben und Analysen verwendet.
Aufgrund der Wetterbedingungen waren die Menschen bei der Wasserkontrolle weniger erfolgreich. Wirbelstürme, Tsunamis, Überschwemmungen und andere Naturkatastrophen richten enormen Schaden an und fordern jedes Jahr viele Menschenleben. Dämme, Uferabgaben und Warnsysteme, die versuchen, ein Wasserkontrollsystem zu schaffen, können eine enorme Zerstörung oft nicht verhindern.
Biologische Systeme verwenden mehrere Wasserkontrollsysteme, die den Wasserfluss in und aus zellulären Strukturen regulieren. Jedes Wasserleitsystem überwacht die gleichen Eigenschaften wie seine industriellen Gegenstücke. Epidermiszellen regulieren die Temperatur durch die Bewegung von Wasser über die Haut. Das Kreislaufsystem verwendet Druckregler, um den Blutdruck und den Gehalt an gelösten Gasen im Blutkreislauf zu steuern. Leber- und Nierenzellen kontrollieren den Gehalt an Nährstoffen und Toxinen im Blut.