Корзина
4 отзыва
Контакты
ТОВ "Дисковые Технологии"
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
+38 066 741-17-50
+38 063 890-64-02
Виталий Георгиевич
УкраинаДнепропетровская областьДнепр
+38 066 741-17-50
+38 066 741-17-50

Почему насосы не могут всасывать жидкость с глубины более 9 метров?

Почему насосы не могут всасывать жидкость с глубины более 9 метров?

О том, почему же насосы не могут всасывать жидкость с глубины более 9 метров - посвящена эта статья.

Для начала немного истории: 
В 1640 г. в Италии герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца. Для подачи воды из озера был построен трубопровод и насос большой длины, каких до этого еще не строили. Но оказалось, что система не работает — вода в ней поднималась только до 10,3 м над уровнем водоёма.

Никто не мог объяснить, в чем тут дело, пока ученик Галилея — Э. Торичелли не высказал мысль, что вода в системе поднимается под действием тяжести атмосферы, которая давит на поверхность озера. Столб воды высотой в 10,3 м в точности уравновешивает это давление, и поэтому выше вода не поднимается. Торичелли взял стеклянную трубку с одним запаянным концом и другим открытым и заполнил ее ртутью. Потом он зажал отверстие пальцем и, перевернув трубку, опустил ее открытым концом в сосуд, наполненный ртутью. Ртуть не вылилась из трубки, а только немного опустилась. 
Столб ртути в трубке установился на высоте 760 мм над поверхностью ртути в сосуде. Вес столба ртути сечением в 1 см2 равен 1,033 кг, т. е. в точности равен весу столба воды такого же сечения высотой 10,3 м. Именно с такой силой атмосфера давит на каждый квадратный сантиметр любой поверхности, в том числе и на поверхность нашего тела. 

Точно также, если в опыте с ртутью вместо неё в трубку налить воды, то столб воды будет высотой 10,3 метра. Именно поэтому и не делают водяных барометров, т.к. они были бы слишком громоздкими. 

Давление столба жидкости (Р) равно произведению ускорения свободного падения (g), плотности жидкости (ρ) и высоты столба жидкости: 

Атмосферное давление на уровне моря (Р) принять считать равным 1 кг/см2 (100 кПа). 
Примечание: на самом деле давление равно 1,033 кг/см2. 

Плотность воды при температуре 20°С равна 1000 кг/м3. 
Ускорение свободного падения – 9,8 м/с2. 

Из этой формулы видно, что чем меньше атмосферное давление (P), тем на меньшую высоту может подняться жидкость (т.е. чем выше над уровнем моря, например в горах, тем с меньшей глубины может всасывать насос). 
Также из этой формулы видно, что чем меньше плотность жидкости, тем с большей глубины можно её выкачивать, и наоборот, при большей плотности глубина всасывания уменьшится. 

Например, ту же ртуть, при идеальных условиях, можно поднять с высоты не более 760 мм. 
Предвижу вопрос: почему в расчетах получился столб жидкости высотой 10,3 м, а насосы всасывают только с 9 метров? 
Ответ достаточно простой: 
- во-первых, расчет выполнен при идеальных условиях, 
- во-вторых, любая теория не дает абсолютно точных значений, т.к. формулы эмпирические. 
- и в-третьих, всегда существуют потери: во всасывающей линии, в насосе, в соединениях. 
Т.е. не возможно в обычных водяных насосах создать разряжение, достаточное для того, чтобы вода поднялась выше. 

Итак, какие выводы из всего этого можно сделать: 
1. Насос не всасывает жидкость, а лишь создает разряжение на своём входе (т.е. уменьшает атмосферное давление во всасывающей магистрали). Вода выдавливается в насос атмосферным давлением. 
2. Чем больше плотность жидкости (например, при большом содержании в ней песка), тем меньше высота всасывания. 
3. Рассчитать высоту всасывания (h) можно, зная, какое разряжение создает насос и плотность жидкости по формуле: 
h = P / ( ρ* g) - x, 

где P – атмосферное давление, - плотность жидкости. g – ускорение свободного падения, x – величина потерь (м). 

Примечание: формула может использоваться для расчета высоты всасывания при нормальных условиях и температуре до +30°С. 
Также хочется добавить, что высота всасывания (в общем случае) зависит от вязкости жидкости, длины и диаметра трубопровода и температуры жидкости.

Например при увеличении температуры жидкости до +60°С, высота всасывания уменьшается почти в два раза. 
Это происходит потому, что возрастает давление насыщенных паров в жидкости. 
В любой жидкости всегда присутствуют пузырьки воздуха. 
Думаю, все видели, как при закипании сначала появляются маленькие пузырьки, которые затем увеличиваются, и происходит кипение. Т.е. при кипении, давление в пузырьках воздуха становится больше, чем атмосферное. 
Давление насыщенных паров и есть давление в пузырьках. 
Увеличение давления насыщенных паров приводит к тому, что жидкость закипает при более низком давлении. А насос, как раз и создает в магистрали пониженное атмосферное давление. 
Т.е. при всасывании жидкости при высокой температуре, существует возможность её закипания в трубопроводе. А никакие насосы не могут всасывать кипящую жидкость. 
 

facebook twitter
Предыдущие статьи