Hur fungerar en vätskepump?

En vätskepump är ett system som tillåter vätska att övervinna gravitationen. Nästan alla pumpar delar några gemensamma delar: och inlopp och utlopp för vätskan, en metod för att få vätskan att röra sig och en motiverande kraft. Medan den inre konstruktionen och motivationen för pumpen kan förändras, arbetar de flesta med en process som kallas sifonering. Detta är i grunden tendensen en vätska har att fortsätta röra sig när den väl börjar röra sig. I många fall får en pump igång vätskan och då gör sifoning mycket av pumpens arbete för den.

För att förstå hur en vätskepump fungerar är det viktigt att förstå sifonering. När vätskan i ett rör börjar röra sig kommer vätskan bakom den att röra sig med den, även om det betyder att den rinner uppför. Detta orsakas av ett antal faktorer, men det är mest baserat på tryckskillnader. När vätskan strömmar framåt, rör den sig bort från vätskan i delar av röret som inte flyter lika bra. Till exempel kommer vätskan i en rak sektion av röret att börja rinna bort från vätskan i en vertikal sektion.

När denna vätska förs bort skapas ett lågtrycksområde bakom den. Vattnet i det vertikala röret kommer då att ha ett högtrycksområde på ena sidan, vätskans tryck bakom sig och ett lågtrycksområde på den andra. Detta kommer att få vätskan att röra sig framåt så snart tryckskillnaden övervinner tyngdkraften på vätskan. Sekvensen kommer att fortsätta på obestämd tid, vilket skapar en stadigt strömmande vätska, så länge som trycket förblir konstant.

På många sätt ger en vanlig vätskepump bara ytterligare motivation till denna naturliga process. För det mesta har en vätskepump fyra huvuddelar. Inloppsröret och utloppsröret är helt enkelt fasta rör som innehåller vätskan. För att sifoning ska fungera bra har dessa rör så lite luft i sig som möjligt. Överskott av luft kommer att hålla rörtrycket högre, så sifoneringen kräver mer kraft för att flytta vätskan.

De andra två delarna av en vätskepump är de viktigaste delarna. Den ena är en kraftkälla och den andra är ett sätt att generera ytterligare kraft eller förhindra att kraft faller på baksidan av systemet. Dessa delar är mycket olika i olika typer av pumpar. Till exempel kan en helt mekanisk pump använda gravitation för en kraftkälla och en envägsventil för att blockera mottryck. En enkel elektrisk pump kommer att använda el för kraft; kraften kommer att snurra ett hjul i pumpen, vilket ökar kraften i det strömmande vattnet och gör att häverten kan arbeta mer effektivt.