Omenirea timp de secole foloseste puterea de apă care se încadrează în diverse dispozitive mecanice și, în special, pentru a produce energie electrică. hidrocentrala, construit pe unele râuri, care lucrează în mod continuu timp de zeci de ani. Așa se pare, cei mai mulți oameni neagă existența sau chiar posibilitatea de a crea o nouă fundamental de energie „din apa.“
Cu omul din nivelul străzii, conversia energiei potențiale în energie cinetică a apei (necesar pentru ceva învârtea), ea apare în mod natural. Este suficient pentru a utiliza diferenta de cota naturală a râului sau creați-l ori de câte ori este posibil în mod artificial. În același timp, toată lumea înțelege că apa trebuie să curgă în jos în mod necesar, adică panta. De asemenea, este clar că forța de curgere a apei depinde de înălțimi diferențiale. Nu a fost mult timp o știință „hidro“, cu privire la utilizarea puterii apei.
Fig. 1. Circuitul berbecului hidraulic și principiul de funcționare
mecanism simplu și ingenios - cilindru hidraulic, fără a avea nevoie de o sursă de alimentare și fără a motorului, pentru a ridica apa la o înălțime de câțiva zeci de metri. Acesta poate funcționa continuu timp de luni, fără supraveghere, reglare și întreținere, alimentarea cu apă, un sat mic sau o fermă.
În centrul gidrotarana este așa-numitul ciocan de apă - o creștere bruscă a presiunii în conducta atunci când debitul de apă este blocat instantaneu SAG Lonka. val de presiune ar putea rupe peretele țevii și pentru a preveni acest lucru, și supapele off flux progresiv.
Un piston hidraulic acționat după cum urmează (Fig. 1). Din rezervorul de apă 1 prin conducta 2 intră în aparat și drenat printr-o supapă pneumatică 3. Viteză. crește flux, creșterile sale de presiune și ajunge la o valoare ce depășește greutatea valvei. Robinetul se închide imediat debitul și presiunea Witzlaus brusc în conducta - este lovitura de berbec. Presiunea crescută se deschide supapa de evacuare 4, prin care curge apa în capota de presiune 5, comprimarea aerului în acesta. Presiunea liniei scade, supapa de presiune este închisă, iar ciobire - se deschide și ciclul se repetă din nou. Aerul comprimat hota conduce apa prin conducta de b în rezervor superioară 7 la o înălțime de 10-15 metri.
Primul cilindru hidraulic construit în Saint-Cloud, lângă Paris, frații Iosif și Eten Mongolfe în 1796, la 13 ani după celebrul său balon. Teoria berbec hidraulic creat în 1908 Nikolay Egorovich Zhukovsky. Munca sa a făcut posibilă îmbunătățirea proiectului dispozitivului și de a crește eficiența.
Berbecul hidraulic este atât de simplu încât să puteți face cu ușurință le aproape complet asamblat din piese gata făcute utilizate în sistemele de alimentare cu apă. necesită piese lipsă de cotitură simplă și de sudare.
Fig. 2. Detalii privind proiectarea berbecului hidraulic.
(. Figura 2) Elementul principal al dispozitivului este un oțel sau fontă teu 1 (chiar mai bine - conexiune cruce, apoi a patra, de jos, o deschidere închisă cu un dop filetat) cu filet interior 1 1/2 - 2 inch. Pinul tee filetat tranzitorii ( „butoiașe“) 2 cu o lungă filetată manșoane exterioare. Racleta este conectat la o țeavă de alimentare cu un diametru de 50 mm și o lungime de cel mult 20 de metri. în al doilea rând
- Conectați cot (colț) 3, astfel încât atunci când instalați berbec capătul său liber este orizontală: supapă pneumatică este montat pe acesta. Al treilea sfârc capac de presiune montat cu o valvă. Toate îmbinările filetate înainte de asamblare purificați perie de metal de murdărie și rugină și câlți înfășurat.
Capacul de presiune 4 este confecționată din metal sau tub segment de plastic cu un diametru de 15-20 centimetri. Volumul său ar trebui să fie aproximativ egal cu volumul liniei de măsurare. Capetele tubului închis cu un capac 5 și flanșa adaptorului 6 cu garnituri de cauciuc 7 și 7a (inelul). Cap de strângere pinii din oțel 8.
supapa de presiune poate fi o pompă de apă supapă de reținere evacuată firmă italiană „Bugatti“ (cu un filet exterior 1 1/2 inch) și german „Zenner“ de (diametrul de 15 până la 40 mm) - acestea sunt vândute în magazine fitinguri, casă supapă -lepestok dintr-o bucată de cauciuc foaie sau supapa de evacuare a vasului de toaletă. Proiectarea valvei va determina mărimea și forma tranziției a flanșei, locul și metoda de fixare a diametrului standpipe 9 1/2 inch. variante de design prezentate în figură.
ventil pneumatic asamblat din două părți: carcasă și clapă 10a 106.Korpus prelucrate din oțel sau bronz. În partea superioară a diametrului găurii forate de 15 - 20 mm. Cavitatea interioară se termină cu un unghi al conului de aproximativ 45 °. Corpul supapei este înșurubat pe cepul a știftului 2. Oțelul sau clapa de bronz are forma unui dublu trunchi de con de 20-25 mm în diametru și cântărind 100-150 g clapă superioară con trebuie să aibă același unghi ca și cavitatea corpului: singura supapă poate opri instantaneu fluxul crearea loviturii de berbec. În partea superioară a valvei înșurubează trei spițe de centrare, astfel încât acestea au fost bine, dar fără frecare în deschiderea superioară a carcasei. În partea de jos - șurubul este înșurubat. Personalizeaza berbec hidraulic, schimbarea masei amortizorului.
În acest scop, plumb inferior șaiba uzura șurub. Pentru a începe gidrotarana suficient pentru a ridica clapeta, permițând apei să curgă liber prin supapa pneumatică.
O linie de alimentare de admisie ar trebui să fie echipate cu un filtru simplu, care protejează împotriva gidrotaran murdăriei și clapeta de apă suprapusă pentru iarna. Pentru a evacua apa din carcasa pistonului și capacul prin acul de deschidere de jos este introdus prin deschiderea supapei de descărcare de gestiune. Un cilindru hidraulic poate fi instalat în mod permanent sau amovibilă realizat prin canalul de evacuare pentru apa care curge de la supapa pneumatică.
Imaginează-atașat la baza rezervorului de apă acoperit cu două laturi ale tubului, care pe de o parte are un fund orb, iar celălalt (în cazul în care rezervorul de apă), reținere a apei montate cu membrană cu pereți subțiri. La o anumită presiune de pauze de apă prin membrană și în tubul din rezervor direcționează fluxul de apă cu creșterea vitezei. Dacă tubul nu este aer (sau orice fel de apă deplasată liber), atunci când conducta de fluxul de apă de fund (fie într-o îngustare substanțială a capătului țevii), există și fenomenul de „ciocan de apă“.
La fel ca în „berbec hidraulic“, în prezența țevii în partea inferioară a deschiderii supapei de sub o anumită presiune, procesul de „lovitura de berbec“ începe să ofere aceeași pompare. „Shock Wave“ cu zona de înaltă presiune se va întâlni debitul de apă, care se întinde peretele tubului sub presiune și oferind astfel un debit de apă prin supapa de evacuare. După ce a fost reflectat de rezervorul de apă situat în „unda de șoc“, se va muta înapoi - la partea de jos a tubului. Ca „unda de șoc“ în direcția valvei de evacuare, precum și un „berbec hidraulic“, în zona conductei de intrare la partea din față a „unda de șoc“ va fi o scădere a presiunii statice.
O astfel de mișcare (cu o creștere periodică și scăderea presiunii) să se repete de mai multe ori până când coloana de apă din conducta epuizează energia cinetică. Astfel, pentru o anumită perioadă de timp în capota 4 va veni o anumită cantitate de apă. Același proces va avea loc dacă, în loc de o membrană într-un tub de admisie set așa cum este prezentat în figura 2, care se deschide ventilul 3.
Diagrama (Fig.2) Bloc nou dispozitiv de ridicare a apei
Cu toate acestea, în cazul în care robinetul este de a face o „inversă“ (adică închiderea partea tubului 7), în contact cu primul „unda de șoc“, în mișcare
împotriva fluxului de apă și pentru a crea o zonă de presiune ridicată, el va avea tendința de a se închide (diferența de presiune care acționează). Atunci când această suprapunere începe să curgă prin fluxul de apă. Studiul nostru un circuit hidrodinamic, Introducere în teoria mecanismului de deschidere și închidere supapelor în vederea inerției lor, arată că, la o anumită construcție a supapei 3 și a anumitor parametri de intrare, supapa va avea timp, nu numai pentru a închide
primul val, dar va rămâne închis atâta timp cât excesul de presiunea din conducta 7 sub presiune supapă 5. Ca rezultat, poate crea condiții în care supapa de ceva timp complet taie fluxul de apă. Când această tunse coloană de apă în conducta 7 formând o anumită viteză este necesar să continue mișcarea sa în capacul 4 prin inerție. Astfel, puterea de presiune pentru injectare a apei în capota poate fi înlocuită cu o forță inerțială echivalentă. Cu toate acestea, spre deosebire de
„Ridicare hidraulice“, fiecare porțiune de apă injectată în capac, ar duce la pierderea irecuperabilă greutatea întregii coloane de apă (deoarece valva 3 este închisă). În consecință, în conducta 7, la ventilul închis 3, de la începutul primei mișcări „unda de șoc“, reflectată de aceasta, ar trebui să apară zona de evacuare, la o presiune apropiată de zero. Acesta poate fi doar o mică parte din gazele dizolvate.
Astfel, ca urmare a pomparea apei în capac, diferența inițială și finală a energiei cinetice în energie potențială va trece apa care intră în capacul (ca în „berbec hidraulic“). Astfel, excesul de presiune în capota trebuie să închidă supapa de evacuare, precum și o absență aproape completă a presiunii în conducta 7 în distrugerea coloanei de apă (dacă mai rămâne în tub) ar trebui să deschidă valva 3, care se află sub presiunea apei statică din partea tubului 2. După deschiderea supapei 3 în tubul 7 din nou începe să curgă apă, în care volumul timpului de sosire este exact egală cu zonele de volum presiune „zero“, sau, așa cum se spune în dinamica fluidelor, „separare“ zonă. Astfel parametrii de apă în conducta în timpul amestecării va fi determinată de legile relevante de conservare a energiei și a impulsului.