Гидравлический поршневой насос работает по основным законам физики, поднимая воду против гравитационного притяжения на высоту выше, чем у источника. Этот насос работает без каких-либо внешних источников энергии, таких как сжигание топлива. Единственная энергия — это кинетическая энергия перекачиваемой воды. Чем больше напор, тем больше прокачиваемое расстояние.
Как это устроено?
Чтобы понять, как работает поршневой насос, важно знать принцип гидравлического удара.
Гидравлический молот — эффект гидравлического удара возникает, когда жидкость (в данном случае вода) принудительно останавливается или ее направление внезапно изменяется. Испытывается удар давления, и волна направляется обратно к источнику жидкости. Это может быть опасным явлением, приводящим к разрыву или разрушению шин и труб.
-
Вода поступает в насос через впускное отверстие (5) с некоторой кинетической энергией из головки и закрывает клапан (6).
-
С 6 закрытыми и 3 изначально закрытыми вода создает водяной гул, который создает давление в трубе и открывает клапан (3), отправляя немного воды через выпускное отверстие (1).
-
Так как поток вверх по склону, вода течет медленно и вскоре возвращается обратно, закрывая 3.
-
Гидравлический удар накапливается и копируется обратно через трубу, создавая силу всасывания, которая открывает сливной клапан 6.
Вода поступает в насос через впускное отверстие (5) с некоторой кинетической энергией из головки и закрывает клапан (6).
С 6 закрытыми и 3 изначально закрытыми вода создает водяной гул, который создает давление в трубе и открывает клапан (3), отправляя немного воды через выпускное отверстие (1).
Так как поток вверх по склону, вода течет медленно и вскоре возвращается обратно, закрывая 3.
Гидравлический удар накапливается и копируется обратно через трубу, создавая силу всасывания, которая открывает сливной клапан 6.
Процесс повторяется с повышением давления каждый раз.
Метка 2 — это регулятор давления, содержащий воздух. Он смягчает удар, когда 6 ближе, а вода проталкивается через 3. Это помогает защитить трубопровод от удара, который может привести к разрыву, а также способствует эффекту откачки. Тарана эффективна на 60-80%. Это напрямую не отражает соотношение перекачиваемой воды, так как зависит от вертикальной высоты перекачиваемой воды. Другими словами, это эффективность эффекта накачки для энергии от эффекта водяного шума.
Решенный Пример 1
Рассчитать расчетную мощность для турбины с 85-процентной эффективностью. Поток реки составляет 80 кубометров в секунду, а водозабор расположен в 147 метрах от места расположения турбины генератора.
Решение —
Мощность определяется как W = КПД * напор * расход * плотность * сила тяжести
Преобразовав удельную плотность воды в единицы СИ, мы получаем 1000 кг- 3
Подставляя значения в формулу —
P = 0,85 * 1000 * 80 * 9,81 * 147
P = 97 мегаватт
Решенный Пример 2
Учитывая фактическую мощность, полученную в определенный день, было 1 440 000 кВтч; Рассчитаем КПД генератора. Предположим, что сила тяжести равна 9,81 мс -2 . Удельная плотность воды 1 гсм -3 .
Решение —
Дано: поставка за 1 день = 288000 кВтч
Мощность = 1440000/24
= 60 мВт
КПД = блок питания / ожидаемая мощность * 100
= 60/97 * 100
Система эффективна на 66,67%.