Wie funktioniert eine Flüssigkeitspumpe?
Eine Flüssigkeitspumpe ist ein System, mit dem Flüssigkeit die Schwerkraft überwinden kann. Fast alle Pumpen haben ein paar gemeinsame Teile: Einlass und Auslass für die Flüssigkeit, eine Methode, um die Flüssigkeit in Bewegung zu versetzen, und eine motivierende Kraft. Während sich die innere Konstruktion und die Motivation für die Pumpe ändern können, arbeiten die meisten von ihnen mit einem Prozess, der als Siphoning bezeichnet wird. Dies ist im Grunde die Tendenz, die eine Flüssigkeit haben muss, um in Bewegung zu bleiben, sobald sie sich zu bewegen beginnt. In vielen Fällen bringt eine Pumpe die Flüssigkeit zum Laufen und das Absaugen erledigt einen Großteil der Arbeit der Pumpe dafür.
Um zu verstehen, wie eine Flüssigkeitspumpe funktioniert, ist es wichtig, das Absaugen zu verstehen. Wenn sich Flüssigkeit in einem Rohr zu bewegen beginnt, bewegt sich die Flüssigkeit dahinter mit, auch wenn sie bergauf fließt. Dies wird durch eine Reihe von Faktoren verursacht, beruht jedoch hauptsächlich auf Druckunterschieden. Wenn die Flüssigkeit nach vorne fließt, bewegt sie sich in Teilen des Rohrs, die nicht so gut fließen, von der Flüssigkeit weg. Beispielsweise beginnt die Flüssigkeit in einem geraden Rohrabschnitt in einem vertikalen Abschnitt von der Flüssigkeit wegzufließen.
Wenn sich diese Flüssigkeit entfernt, entsteht dahinter ein Unterdruckbereich. Das Wasser in der vertikalen Leitung hat dann auf der einen Seite einen Hochdruckbereich, auf der anderen Seite den Druck des dahinterliegenden Fluids und auf der anderen Seite einen Niederdruckbereich. Dies bewirkt, dass sich die Flüssigkeit vorwärts bewegt, sobald die Druckdifferenz die Schwerkraft auf die Flüssigkeit überwindet. Die Sequenz wird auf unbestimmte Zeit fortgesetzt und erzeugt eine stetig fließende Flüssigkeit, solange der Druck konstant bleibt.
In vielerlei Hinsicht bringt eine gemeinsame Flüssigkeitspumpe nur zusätzliche Motivation in diesen natürlichen Prozess. Die meiste Zeit besteht eine Flüssigkeitspumpe aus vier Hauptteilen. Das Eingangsrohr und das Ausgangsrohr sind einfach feste Rohre, die die Flüssigkeit enthalten. Damit das Siphonen gut funktioniert, ist in diesen Rohren so wenig Luft wie möglich. Überschüssige Luft hält den Rohrdruck höher, daher erfordert das Absaugen mehr Kraft, um die Flüssigkeit zu bewegen.
Die beiden anderen Teile einer Flüssigkeitspumpe sind die wichtigeren Teile. Eine ist eine Stromquelle und die andere ist eine Möglichkeit, zusätzliche Kraft zu erzeugen oder zu verhindern, dass Kraft auf die Rückseite des Systems fällt. Diese Teile sind bei verschiedenen Pumpentypen sehr unterschiedlich. Beispielsweise kann eine vollständig mechanische Pumpe die Schwerkraft als Stromquelle und ein Einwegventil zum Blockieren des Gegendrucks verwenden. Eine einfache elektrische Pumpe verbraucht Strom für die Stromversorgung. Die Kraft dreht ein Rad in der Pumpe, wodurch die Kraft des fließenden Wassers erhöht wird und das Absaugen effektiver funktioniert.