Подъем сферического коня в вакууме

[MickNich]

ДД всем.

Завели сегодня разговор с соседом на тему насосов, скважин и водяных.

Квинтэссенция вот такая - что будет ?

Исходные данные - скважина 100 метров.

Уровень воды в ней - 10 метров от земли.

Насос "30-метровый" на 100 метрах.

В задаче спрашивается - что будет при включении ?

Сопротивлением обратного клапана в насосе пренебрегаем (типа паламалси).

[naupv]

Уровень воды в ней - 10 метров от земли.

Если при такой глубине скважины статика 10 м, возможна вероятность попадания в скважину верховодки.

У насосов есть диаграммы в паспорте, с какой глубины сколько кубов выдадут. По этому вы можете легко выиграть спор.

[MickNich]

У насосов есть диаграммы в паспорте, с какой глубины сколько кубов выдадут.

Наш сферический конный насос имеет паспортную глубину подъема 30м.

Вопрос герметизации ввода кабеля не важен в данном случае.

Верховодка - на полив огорода годится.

Дебет скважины - миллион тонн. То есть нет динамического проседания.

В задаче главное спрашивается - считаем от статики (10м) или от глубины погружения - 100м ?

ПыСы - а проголосовать ?

[Ded_M03ay]

Наш сферический конный насос имеет паспортную глубину подъема 30м.

Вопрос герметизации ввода кабеля не важен в данном случае.

Верховодка - на полив огорода годится.

Дебет скважины - миллион тонн. То есть нет динамического проседания.

В задаче главное спрашивается - считаем от статики (10м) или от глубины погружения - 100м ?

ПыСы - а проголосовать ?

 

Считаем от глубины погружения. Общие потери насоса считаются как - Нгеом. (разница в высотах) + потери по длине + местные потери.

[MickNich]

Считаем от глубины погружения. Общие потери насоса считаются как - Нгеом. (разница в высотах) + потери по длине + местные потери.

 

Нгеом. (разница в высотах) - это сколько по моему эскизу ?

Кого и от кого отнимаем ?

+ потери по длине + местные потери. - по условиям задачи потери не учитываем, труба просто торчит из скважины вверх, трения нет.

В формуле подсчета H=h1+h2+h3+h4+h5 (которая типа учитывает подъём, горизонталь, потери, высоту здания, затраты ресивера), h1 - динамический уровень скважины. У нас в задаче он равен статическому. Глубины насоса в формуле нет. Только ремарка - насос должен быть глубже, чтобы не оголился.

[igor_d70]

Не знаю прав или нет, не считал, но проголосовал чисто логически за первый пункт.

Может струю и не даст конечно, но качать должен нормально.

 

Думаю что глубина работы насоса расчитывается от того какой столб воды он может поддерживать. Тоесть не учитывается столб воды который уже есть над ним. Тоесть логически рассуждая надо считать не от заглубления насоса, а от уровня воды в скважине

Правда такое заглубление всетаки не подерживаю потому что если насос опустит уровень в скважине ниже своих 30м то чем это обернется не знаю. Если нормальный то должен отключится изза перегруза, а если ненормальный то сгорит

[maksym]

Считаем от глубины погружения.

Считаем от статики. На глубине 100 м есть давление 90 метров от столба + насос добавляет 30. Итого на выходе из насоса 120 м, на уровне зеркала 30, на уровне 20 м от земли 0 м.

[MickNich]

Считаем от статики. На глубине 100 м есть давление 90 метров от столба + насос добавляет 30. Итого на выходе из насоса 120 м, на уровне зеркала 30, на уровне 20 м от земли 0 м.

 

С моей колокольни - всё в точку.

Ждем еще варианты

[Ded_M03ay]

С моей колокольни - всё в точку.

Ждем еще варианты

 

Вы правы. Мой первый ответ не верный (то есть верный для реальных условий, когда считать должны от динамического уровня).

При постоянном уровне воды давление на входе в насос будет 90 м., как уже написал пользователь Максим, - полностью согласен с его ответом.

[tarick]

В задаче главное спрашивается - считаем от статики (10м) или от глубины погружения - 100м ?

ПыСы - а проголосовать ?

Физика за 8-ой класс средней школы дает однозначный ответ - давление столба жидкости P=ρgh - плотность жидкости на ускорение свободного падения на высоту столба жидкости. Осталось посчитать разность давлений на 100 метрах (глубина скважины) и 90 метрах (столб воды в которую погружен насос). Из формулы хорошо видно, что эта разница будет равна давлению столба воды высотой 10 метров. Поэтому насос в установившемся режиме будет качать с той же скоростью, как из скважины глубиной 10 метров. Я сказал "в установившемся режиме", т.к. при старте у столба воды есть еще инерция, поэтому старт будет медленнее.

[MickNich]

Такс, промежуточные итоги - будет фонтан на 20 метров выше земли.

Голосование - 6/1.

Ded_M03ay сменил выбор, но не переголосовал.

 

То есть с соседа бутылка коньяку

[Ded_M03ay]

Такс, промежуточные итоги - будет фонтан на 20 метров выше земли.

Голосование - 6/1.

Ded_M03ay сменил выбор, но не переголосовал.

 

То есть с соседа бутылка коньяку

 

Переголосовать хотел, но не нашел кнопки. Так что 7/1

[bambino]

Если рассматривать, как вынесено в название, "сферический насос", то думать не о чем - 20 метров. Но это только при рассмотрении упрошенной модели, как в школьных задачках. Тогда вода на глубине 10 метров - просто чтобы запутать троешников. В идеале так: погружая 30-метровый насос в воду на любую глубину мы сможем получить столб в 30 метров над поверхностью.

 

Теперь введем новую переменную, которую не рассматривали раньше, а именно давление. Со дна Марианской впадины реальный насос воду, наверняка, не качнет. Потому как наружное давление 1100 атмосфер. На 90 метрах оно тоже ничего так, 9 атмосфер. Может продавить сальники двигателя, может деформировать корпус.

 

Идем дальше. Еще одна переменная - вязкость. Логично предположить, что при большом давлении вязкость жидкости растет. На этом принципе основана, например, смазка коленвала в двигателях автомобилей. Ну и ясно, что густой кисель насосу качать было бы сложнее. Но у воды, как ни странно, в отличие от, скажем, масла, вязкость от давления зависит мало. Пренебрегаем.

 

И, наконец, вес и инерция воды. Чем глубже мы погрузим насос, чем больший столб воды окажется над ним в шланге. На 90 метрах, при трубе с внутренним диаметром 20мм, это около 30 килограмм. Их нужно "толкнуть" при старте. На глубине 11 километров (Марианская впадина) это было бы около 3,5 тонн. Работает ли насос при перекрытом кране на выходе? Может просто не стронуться с места. Как у него с этой характеристикой мы не знаем. Так что анализ затруднен.

 

Еще нужно учесть гидродинамическое сопротивление трубы. А оно будет зависеть и от длины, и от скорости потока. Со вторым можно бороться, увеличивая диаметр трубы, но это неминуемо увеличивает вес и инерцию столба.

 

Дальше начинается проектирование комплекса инженерных мероприятий, чтобы таки заставить насос нормально функционировать на глубине.

Тут видится следующее: специальные сальниковые уплотнения вала, работающие при высокой разнице давлений (как в гидромоторах) и прочный корпус, выдерживающий его.

Или изящнее: Уплотнения, рассчитанные на высокое внешнее давление и мембранная компенсационная камера, передающая внешнее давление внутрь корпуса электродвигателя и выравнивающая их.

Еще нужно как-то бороться со столбом воды в шланге. Можно просто увеличить зазоры в насосной части, но это снизит создаваемое давление. Можно поставить сбрасывающий клапан на выходе. В идеале - плавно закрывающийся по мере разгона столба воды.

 

Так что задачка эта не только физическая, а и инженерная. И не такая и примитивная. Звыняйтэ за много букв

[MickNich]

Чунга-чанга бутылочка моя !

Коньячочку вкусного она