Як зменшити динамічний тиск надходить в кран води механіка і техніка

Є практичне завдання.

Є звичайний водопровідний кран, підключений до системи холодного або гарячого водопостачання.

Завдання практично:
Як зменшити тиск води, що надходить у відкритий кран (динамічний тиск)
за умови, що тиск води в системі холодного і гарячого водопостачання змінюється в часі?
Тиск води при закритому крані (статичний тиск) не має значення.

Завдання фізично:
Як обмежити обсяг протікає в трубі рідини в одиницю часу якийсь величиною,
не залежно від вхідного тиску рідини?

Потрібно запропонувати кілька економічно доцільних рішень
на ділянці між краном і вхідною трубою.

===
Спроби рішення:
1) Використовувати відоме рішення - редуктор пониження тиску води (пружинний).

недоліки:
Редуктор знижує тиск на N атмосфер,
і якщо тиск на вході менше N, то вода не йде.
Висока вартість редуктора (X тисяч рублів).

Редуктори з автоматично регульованим N стоять XX тисяч рублів.

2) Зменшити діаметр труби на ділянці між краном і вхідною трубою,
щоб збільшити опір руху води через тертя об стінки труби.

недоліки:
Діаметр труби або шланга повинен бути менше 0,3 см.
Дана труба буде не довговічна і може засмітитися для іржавої води.

3) У трубу вбудувати дрібнопористий сітчастий фільтр на ділянці між краном і вхідною трубою, щоб збільшити опір руху води.

недоліки:
Даний фільтр буде не довговічний і може засмітитися для іржавої води.

4) Найбільш близький за параметрами до потрібного результату.
Додати регульований кран-вентиль-клапан на ділянці між краном і вхідною трубою,
закривши який на> 90%, можна помітно зменшити кількість яка протікає
через нього води в одиницю часу.
(Потрібно щоб площа перерізу в клапані була менше площі перетину в крані).

недоліки:
Закрити клапан на дуже великий відсоток складно,
так як для клапанів з гумовою прокладкою при помітному зниженні тиску
відбувається повне закривання (схлопування),
а кран з кульовим запірним механізмом
неможливо точно і надійно зафіксувати в частково закритому стані
(Для них не передбачено режим постійного використання при частковому закриванні,
так як він незабаром може вийти з ладу в тому числі і з-за іржавої води).

Типова схема підключення:

А чим Вас стандартний (трохи вдосконалений) баластовий гидробак не влаштовує? Для взаєморозуміння. Це баластних ємність з рухомою стінкою.

Дуже цікаво. Але не зовсім зрозуміло.

Стінка зсувається, якщо тиск перевищує ліміт.

Тиск в баку? Хіба ви не тиск, а перепад тисків на вході і в баку?

При заповненні відключається впускний трубопровід. Реалізація - чиста механіка.

Що значить при заповненні?
Якщо система має на увазі герметичність (без повітря), то це як?

А якщо мається на увазі потрапляння повітря,
то напевно вода в баку буде псуватися,
якщо не користуватися краном більше доби.

Дуже цікаво. Але не зовсім зрозуміло.

Уявіть собі циліндр, що стоїть вертикально, верхнє дно якого може рухатися.
. Як тут правильно помітили, хороший редуктор так і влаштований. При наявності мінімального обладнання та навичок, все робиться на коліні зі стандартних деталей від зливного бачка і відповідних ущільнень.

Так, це і є редуктор, тільки можливо зі сглаживающим ефектом перепадів тиску.

Якщо ви зменшуєте десь діаметр труби, то додаєте в трубопровід ще одне місцеве опір. Витрата води, звичайно, зменшується, але залежність від вхідного тиску залишається.

Залежність залишається, але вона експоненціальна.
Починаючи з якогось тиску при збільшенні вхідного тиску,
кількість води в одиницю часу буде рости не значно.

Як насоси в пожежній машині.
Якщо збільшити потужність насоса в 4 рази,
то струмінь води, не те що в 4 рази, але навіть в 2 рази вище не полетить.