Kā darbojas šķidruma sūknis?

Šķidruma sūknis ir sistēma, kas ļauj šķidrumam pārvarēt gravitāciju. Gandrīz visiem sūkņiem ir dažas kopīgas daļas: šķidruma ieplūdes un izplūdes atvere, paņēmiens šķidruma kustībai un motivējošais spēks. Lai gan sūkņa iekšējā konstrukcija un motivācija var mainīties, lielākā daļa no tiem darbojas, izmantojot procesu, ko sauc par sifonēšanu. Tā būtībā ir tendence, kad šķidrumam ir jāturpina kustēties, kad tas sāk kustēties. Daudzos gadījumos sūknis iedarbina šķidrumu un pēc tam lielu daļu sūkņa darba veic sifonēšana.

Lai saprastu, kā darbojas šķidruma sūknis, ir svarīgi saprast sifonēšanu. Kad šķidrums caurulē sāk kustēties, šķidrums aiz tā virzīsies kopā ar to, pat ja tas nozīmē, ka tas plūst kalnup. To izraisa vairāki faktori, taču tas galvenokārt ir balstīts uz spiediena atšķirībām. Šķidrumam plūstot uz priekšu, tas attālinās no šķidruma tajās caurules daļās, kuras neplūst tik labi. Piemēram, šķidrums taisnā caurules daļā sāks plūst prom no šķidruma vertikālā posmā.

Šim šķidrumam attālinoties, aiz tā veidojas zema spiediena zona. Ūdenim vertikālajā caurulē vienā pusē būs augsta spiediena zona, aiz tā esošā šķidruma spiediens un otrā zema spiediena zona. Tas izraisīs šķidruma kustību uz priekšu, tiklīdz spiediena starpība pārvar gravitācijas spēku uz šķidrumu. Secība turpināsies bezgalīgi, radot vienmērīgi plūstošu šķidrumu, kamēr spiediens paliek nemainīgs.

Daudzos veidos parastais šķidruma sūknis šim dabiskajam procesam tikai piešķir papildu motivāciju. Lielāko daļu laika šķidruma sūknim ir četras galvenās daļas. Ieplūdes caurule un izplūdes caurule ir vienkārši fiksētas caurules, kas satur šķidrumu. Lai sifonēšana darbotos labi, šajās caurulēs ir pēc iespējas mazāk gaisa. Gaisa pārpalikums saglabās augstāku spiedienu caurulē, tāpēc sifonēšanai ir nepieciešams lielāks spēks šķidruma pārvietošanai.

Pārējās divas šķidruma sūkņa daļas ir svarīgākās daļas. Viens no tiem ir enerģijas avots, bet otrs ir veids, kā radīt papildu spēku vai novērst spēka nokrišanu uz sistēmas aizmuguri. Šīs daļas ir ļoti atšķirīgas dažādu veidu sūkņos. Piemēram, pilnīgi mehānisks sūknis var izmantot gravitāciju enerģijas avotam un vienvirziena vārstu, lai bloķētu pretspiedienu. Vienkāršs elektriskais sūknis jaudai izmantos elektrību; jauda sūknī griezīs riteni, kas palielina plūstošā ūdens spēku un ļauj sifonēšanai darboties efektīvāk.