Bơm thủy lực ram đưa nước lên cao mà không dùng điện ra sao?
Khoa học tự nhiên 8 – phần Vật lý • Khám phá mở rộng
Bơm ram dùng năng lượng của dòng nước đi xuống để đẩy một phần nước lên vị trí cao hơn. Một van đóng đột ngột tạo xung áp suất, đưa nước qua van một chiều vào đường cấp lên cao. Không dùng điện không có nghĩa không dùng năng lượng. [1]
Tiếng đập của một chu kỳ bơm
Ban đầu, nước từ nguồn chảy qua ống dẫn tới bơm rồi thoát qua van xả. Dòng tăng tốc cho đến khi van xả đóng. Khối nước đang chuyển động không thể dừng ở mọi nơi cùng một lúc; một xung áp suất xuất hiện trong hệ. [1]
Xung đó mở đường qua van cấp một chiều, đẩy một lượng nước vào bình khí và ống đưa lên cao. Không khí trong bình bị nén giúp làm dòng cấp bớt giật. Khi áp suất giảm, các van trở về trạng thái cho chu kỳ kế tiếp. [1]
Chuỗi mở–đóng tạo tiếng đập lặp lại. Máy không cần động cơ điện quay cánh bơm, nhưng vẫn cần dòng nước và độ chênh cao thích hợp để vận hành.
Một phần lên cao, một phần thoát thấp
Không phải toàn bộ nước vào bơm đều lên bể cao. Một phần đi ra qua van xả ở vị trí thấp. Năng lượng của dòng vào được phân chia thành phần có ích và tổn thất. [1]
Nếu chỉ nhìn ống cấp lên đồi mà bỏ qua nguồn ở cao và nước xả, thiết bị dễ có vẻ vi phạm bảo toàn năng lượng. Theo dõi toàn hệ sẽ thấy năng lượng không xuất hiện từ van.
Khác với xi phông ở đâu?
Xi phông liên tục dẫn dòng giữa hai mức qua một ống đã mồi. Bơm ram có van chuyển trạng thái và khai thác xung áp suất để nâng một phần dòng tới mức cao hơn nguồn. Hai thiết bị không nên được giải thích bằng cùng một đường ống hình chữ U.
Khả năng ứng dụng phụ thuộc nguồn chảy ổn định, độ rơi, đường ống và độ cao cần nâng. Bơm không thể tự tuần hoàn toàn bộ nước về nguồn rồi chạy mãi; thiết kế thực tế cần đánh giá lượng nước xả và điều kiện địa hình.
Kết nối với bài học
Bài học nền tảng: Áp suất chất lỏng. Áp suất khí quyển.
Đọc thêm: Máy thủy lực có tạo ra năng lượng từ không khí.
Chương trình Khoa học tự nhiên 8 – phần Vật lý · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.