⑴ 壓縮空氣讓水往高處流的原理是什麼
城市裡的供水系統,要建造一個高高的水塔,這個水塔比它所供水系統中所有的樓房都要高,否則,住在高於水塔那幾層樓內的人們便會用不上水。這是因為水只往比它低的地方流。「水往低處流」,這是最普通的常識,但這並不是絕對真理。你注意過餐館賣啤酒的情景嗎?只見啤酒桶里伸出一根管子,管子上裝有龍頭,只要將龍頭一打開,啤酒就流出來了。說也奇怪,啤酒桶放在低處,龍頭在高處,為什麼啤酒往高處流呢?
原來這是壓縮空氣玩的把戲。將空氣壓進容器里,就成了壓縮空氣。我們用打氣筒往自行車輪胎里打氣,往籃球中打氣,這時輪胎里、籃球里就充滿了壓縮空氣。如果將打氣筒的出氣口堵住,你要將氣筒的活塞往裡推,那是很費勁的,我們會感到有一股力量往外頂,當活塞往裡推得越遠,這股往外頂的力量越大。只要你一鬆手,活塞就會自動推出來的。當活塞還沒有向里推的時候,氣筒中已有空氣,它的壓強與外面的大氣壓強相等,處於平衡狀態。當活塞往裡推,筒內的空氣被壓縮,則筒內氣體壓力增大;這樣,你一鬆手,活塞就被氣筒中的空氣推回來了,一直到筒內外的壓強相等為止。這就告訴我們,空氣被壓縮時,壓強就增大,而當它的體積膨脹時,壓強就減小。
啤酒廠在裝啤酒的時候,往裝啤酒的鋼桶里打進壓縮空氣,就像往汽車輪胎里打氣一樣;在啤酒桶裡面的壓縮空氣用比較大的壓力壓著下面的啤酒,怪不得龍頭一打開,啤酒便從下往上流出來了。
我們自己也可以做個簡單的實驗。取來一個空酒瓶,用橡皮塞塞緊。在橡皮塞中央緊插著一根細玻璃管,玻璃管的一端有細的尖口,另一端用橡皮管與注射器連接。利用注射器將酒瓶中的空氣抽走,抽走越多越好,然後用手把橡皮管口捏住,並將酒瓶倒置過來,讓橡皮管的一端伸入帶色的水中。你會看到,一旦我們把捏橡皮管口的手放開,帶色的水立刻通過橡皮管又沿著玻璃管,由下而上,並從玻璃管細尖口噴出,宛如一股有色噴泉。有色噴泉的形成並不費解。原來,我們將瓶內空氣抽走以後,瓶內的空氣少了,壓力也就變小了。抽走的空氣越多,瓶內壓力越小,而有色水的上方有大氣壓力,這個壓力比瓶內的壓力大了,帶色水便從壓力大的低處流向壓力小的高處了。
看來,只要高處的壓強比低處的壓強小,水是可以從低處往高處流的。墨水被吸進鋼筆也是壓強在起作用。
知識點壓強單位「帕斯卡」
我們知道,壓強的國際標准單位是「帕斯卡」,簡寫作Pa。那麼,為什麼將壓強的標准單位命名為帕斯卡呢?單位帕斯卡表示什麼呢?
原來,帕斯卡是法國著名的數學家、物理學家、哲學家和散文家,他在人類歷史上首次用帕斯卡球實驗證實了液體能夠把它所受到的壓強向各個方向傳遞,而且各個方向上所受的壓強都是相等的。這就是著名的帕斯卡定律。所有的液壓機械都是根據這個定律設計出來的。為了紀念這位科學家的偉大發現,人們便把壓強的單位命名為「帕斯卡」。國際上將1牛頓力在1平方米上所產生的壓強規定為1帕斯卡。
⑵ 氣壓給水設備的工作原理是什麼
在系統處於穩定狀態下,由於氣壓罐內水排出帶走一部分氣體,罐內壓力降低,當降低到一定壓力時,壓力感測器發出信號,通過電控箱開啟電磁閥,排出罐內的水,當水位降到下限時,電磁閥關閉,液位感測器發出信號,控制補水泵開始工作,給氣壓罐補水補氣。
當水位達到上限時,實水泵停止,但罐體內壓力未達到所定的最高工作壓力時,電磁閥開啟,罐體排水。當水位達到下限時,補水泵再次啟動,這樣循環多次,直到罐內壓力、水位都達到所規定的位置時補水泵停止,保證罐內隨時保持額定工作壓力和額定水位。
(2)爆氣推水設備原理擴展閱讀:
氣壓給水設備的長處是:靈活性大,使用位置不受約束,便於蔭蔽。裝置、拆開都很便利。成套設備均在工廠出產現場會集拼裝。佔地面積小,工期短。土建費用低。完成了自動化操作便於保護辦理。氣壓水罐為密閉雄。高層供水不光水質不易污染,一起還有助於消除給水體系中水錘的影響。
其缺陷是:調理容積小。貯水最少,通常調理水最僅占總容積的20%』-30%。又為壓力容器,所以耗用鋼材較多。變壓式氣壓供水設備供水壓力改變較大。對給水附件的壽數有必定的影響。氣壓給水設備的耗電量較大,一是因為調理水最小。無負壓供水設備水泵發動頻頻、發動電流大,二是水泵在最大作業壓力和最小作業壓力之間作業。
⑶ 利用大氣壓工作的水泵的原理是什麼
水泵的工作原理
(一)離心泵的工作原理及特點
1、離心泵的工作原理
水泵開動前,先將泵和進水管灌滿水,水泵運轉後,在葉輪高速旋轉而產生的離心力的作用下,葉輪流道里的水被甩向四周,壓入蝸殼,葉輪入口形成真空,水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補充了這個空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經蝸殼而進入出水管。由此可見,若離心泵葉輪不斷旋轉,則可連續吸水、壓水,水便可源源不斷地從低處揚到高處或遠方。綜上所述,離心泵是由於在葉輪的高速旋轉所產生的離心力的作用下,將水提相高處的,故稱離心泵。
2、離心泵的一般特點
(1)水沿離心泵的流經方向是沿葉輪的軸向吸入,垂直於軸向流出,即進出水流方向互成90°。
(2)由於離心泵靠葉輪進口形成真空吸水,因此在起動前必須相泵內和吸水管內灌注引水,或用真空泵抽氣,以排出空氣形成真空,而且泵殼和吸水管路必須嚴格密封,不得漏氣,否則形不成真空,也就吸不上水來。
(3)由於葉輪進口不可能形成絕對真空,因此離心泵吸水高度不能超過10米,加上水流經吸水管路帶來的沿程損失,實際允許安裝高度(水泵軸線距吸入水面的高度)遠小於10米。如安裝過高,則不吸水;此外,由於山區比平原大氣壓力低,因此同一台水泵在山區,特別是在高山區安裝時,其安裝高度應降低,否則也不能吸上水來。
(二)軸流泵的工作原理及特點
1、軸流泵的工作原理
軸流泵與離心泵的工作原理不同,它主要是利用葉輪的高速旋轉所產生的推力提水。軸流泵葉片旋轉時對水所產生的升力,可把水從下方推到上方。
軸流泵的葉片一般浸沒在被吸水源的水池中。由於葉輪高速旋轉,在葉片產生的升力作用下,連續不斷的將水向上推壓,使水沿出水管流出。葉輪不斷的旋轉,水也就被連續壓送到高處。
2、軸流泵的一般特點
(1)水在軸流泵的流經方向是沿葉輪的軸相吸入、軸相流出,因此稱軸流泵。
(2)揚程低(1~13米)、流量大、效益高,適於平原、湖區、河網區排灌。
(3)起動前不需灌水,操作簡單。
(三)混流泵的工作原理及特點
1、混流泵的工作原理
由於混流泵的葉輪形狀介於離心泵葉輪和軸流泵葉輪之間,因此,混流泵的工作原理既有離心力又有升力,靠兩者的綜合作用,水則以與軸組成一定角度流出葉輪,通過蝸殼室和管路把水提向高處。
2、混流泵的一般特點
(1)混流泵與離心泵相比,揚程較低,流量較大,與軸流泵相比,揚程較高,流量較低。適用於平原、湖區排灌。
(2)水沿混流泵的流經方向與葉輪軸成一定角度而吸入和流出的,故又稱斜流泵。
三、常用的農用泵
(一)離心泵
離心泵型號、品種規格及其變型產品在農用泵中是最多的。根據水流入葉輪的方式、葉輪多少、泵本身能否自吸以及配套動力大小和動力品種等,離心泵有單級單吸離心泵、單級雙吸離心泵、多級離心泵、自吸離心泵、電動機泵和柴油機泵等。
1、單級單吸離心泵
老的泵型號有BA、B型單級單吸離心泵,80年代,我國根據國際標准和排灌機械實際情況,對離心泵產品進行更新換代研製工作,並生產IB型、IQ型單級離心泵系列產品,已列為國家專業標准和行業標准。
單級單吸離心泵,水由軸向單面進入葉輪,葉輪只有一個,因此稱為單級單吸離心泵。其特點是,與混流泵、軸流泵相比,揚程較高,流量較小,結構簡單,使用方便。
IQ型單級單吸離心泵(又稱輕小型離心泵)是針對我國國情並滿足用戶提出結構簡單、重量輕、價格低、性能好和配套方便的要求而設計的,共有84種產品,分3個派生系列,413個規格型號。
(1)性能范圍 泵口徑50~200毫米,流量12.5~400立方米/時,揚程8~125米,配套動力有柴油機直聯、皮帶傳動,電動機直聯,功率1.1~110千瓦,轉速1450~2900轉/分。
(2)結構型式 輕小型離心泵為軸向吸入單級單吸懸架式離心泵,泵體後開門,出口位於中心向上,後蓋為壓嵌式,軸承體與泵體直接聯結,泵腳位於泵體下方,軸承用黃油潤滑,軸封分為軟填料、機械密封、橡膠油封三種。葉輪均為閉式,傳動分為聯軸器傳動和皮帶傳動兩種。泵葉輪轉向:從泵進口方向看,葉輪轉向為順時針,當泵與柴油機直聯傳動時,為逆時針。泵出口可裝置手動泵,可去掉底閥,減少水力損失,並能使泵自吸。
2、單級雙吸離心泵
它是從葉輪兩面進水的單級雙吸離心泵,因泵蓋和泵體是採用水平接縫進行裝配的,又稱為水平中開式離心泵。與單級單吸離心泵相比,效率高、流量大、揚程較高。但體積大,比較笨重,一般用於固定作業。適用於丘陵、高原中等面積的灌區,也適用於工廠、礦山、城市給排水等方面。
單級雙吸離心泵有S型、Sh型、SA型、SLA型幾種型號,S型與Sh型的區別是,從驅動端看,S型泵為順時針方向旋轉,Sh型為逆時針方向旋轉。SLA型為立式單級雙吸離心泵。
S型泵性能范圍流量160~18000立方米/時,揚程12~125米,進水口直徑150~1400毫米,轉速2950、1450、970、730、585、485、360轉/分。
3、多級離心泵
多級與單級泵相比,其區別在於多級泵有兩個以上的葉輪,能分段地多級次地吸水和壓水,從而將水揚到很高的位置,揚程可根據需要而增減水泵葉輪的級數。多級泵主要用於礦山排水、城市及工廠供水,農業灌溉用的很少,僅適用於高揚程、小流量的高山區提水來解決人畜飲水的困難。多級高心泵有立式和卧式兩種型式,主要型號有D型、DL型多級離心泵,DW、DWL型小型多級離心泵。
(1)D型泵性能范圍 流量6.3~720立方米/時,揚程16~600米,進水口徑:50、75、100、125、150、200毫米,其中50~125毫米泵型為高轉速2950轉/分,150~200毫米泵型轉速為1480轉/分。
(2)結構型式 D型多級離心泵為卧式多級(2~12級),葉輪為單吸,泵體為分段式。當首級葉輪為雙吸時,用DS表示,當同時規定有兩種轉速時,低速用DA表示,用於鍋爐給水的多級離心泵,用DG表示。
4、自吸離心泵
自吸泵是靠泵自身的特殊結構而產生自吸作用的單級單吸離心泵,稱為自吸離心泵。和普通離心泵相比,在泵體結構上有顯著差別:一是泵進口位置提高,有時還裝上吸入閥;二是在出水側設置了一個氣水分離室。
泵外自吸泵,是在泵外加有自吸裝置,如帶有旋渦泵、水環真空泵、射流泵以及手動泵等。
自吸泵與普通離心泵相比,具有結構緊湊、使用操作簡單,不但省去了起動前灌大量引水的麻煩,也省去了進水管低閥,減少了進水阻力,增加泵的出水量,但與同規格的普通離心泵的效率相比要低3%~5%。自吸泵較多的是應用在輕小型噴灌機組和管道灌機組上。
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⑷ 曝氣塔爆氣原理
曝氣塔爆氣原理
在曝氣塔中,空氣充入水中進行長時間的接觸,有利於空氣中的氧版氣向水中進行轉移,以權獲得足夠的溶解氧,並利用氧氣的氧化性,對廢水中的有機物質進行氧化處理,達到降低COD的目的;該設備還具有曝氣除鐵的作用。利用氧化性對水中的金屬離子進行氧化,並形成微小沉澱,通過曝氣混凝攪拌,有助於加強下一個澄清攪拌池中的絮凝沉澱反應的效果,達到降低金屬離子濃度的目的。
⑸ 消防氣壓給水設備的工作原理
工作原理是當水泵工作時,水送至給水管網的同時,多餘的水進入氣壓水罐,罐體內水室擴大並將罐內的氣體壓縮,氣窒縮小罐內壓力也隨之升高,壓力升至很高工作壓力P2時,水泵停轉,並利用罐內被壓縮氣體的壓力將罐內貯存的水不斷送入給水管網,隨之水室縮小,氣室擴大,罐內壓力也隨之下降,壓力降至很低,工作壓力P1時,水泵重新啟動,如此周而復始,不斷運行。
⑹ 水泵的工作原理是什麼
簡單來說水泵的原理就是通過機械或仿生運動促使水流流動。泵有兩種基本類型:正位移和離心。雖然軸流泵通常被分類為單獨的類型,但它們具有與離心泵基本相同的操作原理。
水泵按使水產生流動的方式分類主要有:容積式泵,脈沖泵,速度泵,重力泵,蒸汽泵和無閥泵。
容積式泵
容積式泵通過捕獲固定量的流體,迫使其(置換)進入排出管,使流體移動。一些容積式泵在吸入側使用擴張腔,在排放側使用減小的腔。當吸入側的空腔膨脹時,液體流入泵中,並且當腔體塌陷時液體流出排出液體。
容積式泵還可以細分
旋轉式:內齒輪,螺桿,梭塊,柔性葉片或滑動葉片,圓周活塞,柔性葉輪,螺旋扭絞根或液環泵
往復式:活塞泵,柱塞泵或隔膜泵
線性:繩索泵和鏈式泵
旋轉式容積泵
使用旋轉機構使流體移動,並能自然地從管線中去除空氣。
△圖為旋轉容積式泵旋轉容積泵下還可以進行細分
齒輪泵 : 一種簡單類型的旋轉泵,液體在兩個齒輪之間推動。
螺桿泵 :這種泵的內部形狀通常是兩個相互靠在一起的螺桿來泵送液體。
旋轉葉片泵:它們具有包裝在類似形狀的殼體中的圓柱形轉子。當轉子運動時,葉片在轉子和殼體之間壓縮流體,使其產生壓差定向流動。
往復式容積泵
使用一個或多個擺動活塞,柱塞或膜(隔膜)推動動流體,同時閥將流體運動限制在所需方向。泵首先將柱塞向外運動以減小腔室中的壓力,水流被吸入。柱塞推回,增加壓力打開排出閥,將流體釋放到輸送管中。
△圖為手動活塞泵往復式泵同樣進一步細分
柱塞泵 - 往復式柱塞推動流體通過一個或兩個打開的閥,通過吸氣在關閉的路上關閉。
隔膜泵 - 類似於柱塞泵,其中柱塞對用於在泵缸中彎曲膜片的液壓油進行加壓。隔膜閥用於泵送有毒和有毒的液體。
活塞泵排量泵 - 通常是手動泵送少量液體或凝膠的簡單裝置。普通的洗手液是這樣一台泵。
徑向活塞泵
△圖為齒輪泵最簡單的旋轉容積式泵。它由兩個嚙合的齒輪組成,其在緊密配合的殼體中旋轉。齒輪泵廣泛用於汽車發動機油泵和各種液壓動力單元。
△圖為螺桿泵
螺桿泵廣泛用於泵送困難物料,如污染污染大顆粒的污泥,軸旋轉時,轉子逐漸將流體向上推動到橡膠套上。這種泵可以在低體積下產生非常高的壓力。
△圖為葉瓣泵
葉瓣泵將兩個長螺旋轉子之間的液體置換,當兩個長螺旋轉子之間垂直於90°旋轉時,它們在三角形密封線結構內旋轉,如圖通過旋轉將一部分液體轉換位置。該設計產生具有相等體積和無渦流的連續流動。它可以低脈動率工作,有點類似心臟。