Jak funguje kapalinové čerpadlo?

Kapalinové čerpadlo je systém, který umožňuje kapalině překonat gravitaci. Téměř všechna čerpadla sdílejí několik běžných kusů: a vstup a výstup pro tekutinu, způsob, jak se tekutina pohybuje a motivující síla. Zatímco vnitřní konstrukce a motivace pro čerpadlo se mohou změnit, většina z nich pracuje pomocí procesu zvaného sifonování. To je v podstatě tendence, kterou musí tekutina udržovat v pohybu, jakmile se začne pohybovat. V mnoha případech čerpadlo dostane kapalinu do chodu a sifonování pro ni dělá hodně práce.

Abychom pochopili, jak kapalinové čerpadlo pracuje, je důležité porozumět sifonování. Když se tekutina v potrubí začne pohybovat, tekutina za ní se bude pohybovat spolu s ní, i když to znamená, že proudí do kopce. To je způsobeno řadou faktorů, ale většinou je založeno na tlakových rozdílech. Jak tekutina teče dopředu, pohybuje se od kapaliny v částech potrubí, které také neproudí. Například kapalina v přímé části potrubí začne vytékat z kapaliny ve vertikální sekci.

Jak se tato tekutina pohybuje pryč, vytváří se za ní nízkotlaká oblast. Voda ve svislém potrubí bude mít na jedné straně vysokotlakou oblast, tlak tekutiny za ní a nízkotlakou oblast na druhé straně. To způsobí, že se tekutina posouvá dopředu, jakmile tlakový rozdíl překoná gravitační sílu na tekutinu. Sekvence bude pokračovat donekonečna a bude vytvářet neustále tekoucí kapalinu, dokud bude tlak konstantní.

V mnoha ohledech společné tekutinové čerpadlo jen přidává další motivaci k tomuto přirozenému procesu. Fluidní čerpadlo má většinou čtyři hlavní části. Vstupní a výstupní potrubí jsou jednoduše pevné trubky, které obsahují tekutinu. Aby sifon fungoval dobře, mají tyto trubky v nich co nejméně vzduchu. Přebytečný vzduch udržuje tlak v potrubí vyšší, takže sifonování vyžaduje více síly k pohybu tekutiny.

Další dvě části kapalinového čerpadla jsou nejdůležitějšími částmi. Jedním z nich je zdroj energie a druhým je způsob, jak vytvořit další sílu nebo zabránit tomu, aby síla vypadla na zadní stranu systému. Tyto části se u různých typů čerpadel velmi liší. Například zcela mechanické čerpadlo může použít gravitaci pro zdroj energie a jednosměrný ventil k blokování zpětného tlaku. Jednoduché elektrické čerpadlo použije elektřinu k napájení; výkonem točí kolo v čerpadle, což zvyšuje sílu tekoucí vody a umožňuje sifonování pracovat efektivněji.