Номер 3, страница 145 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

3. Как устроен и как работает нагнетательный насос?

3. Как устроен и как работает нагнетательный насос?

Решение

Нагнетательный насос — это устройство, предназначенное для перемещения жидкости и создания в ней высокого давления, достаточного для подъема на значительную высоту или для подачи по длинному трубопроводу.

Устройство нагнетательного насоса:

Основными компонентами поршневого нагнетательного насоса являются:

1. Цилиндр: Рабочая камера, в которой происходит всасывание и нагнетание жидкости.

2. Поршень: Подвижный элемент, который совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра.

3. Шток и рукоятка: Механизм, передающий усилие на поршень для его движения.

4. Всасывающий (впускной) клапан: Клапан, который открывается в сторону цилиндра и пропускает жидкость из источника, но не позволяет ей течь обратно.

5. Нагнетательный (выпускной) клапан: Клапан, который открывается наружу из цилиндра и позволяет жидкости под давлением выходить в нагнетательную трубу, но не пропускает её обратно.

6. Всасывающая и нагнетательная трубы: Трубопроводы для подвода жидкости к насосу и отвода её к потребителю.

7. Воздушный колпак: Резервуар с воздухом, который часто устанавливается на нагнетательной линии для обеспечения более равномерного, непрерывного потока жидкости.

Принцип работы:

Работа насоса основана на циклическом повторении двух тактов, соответствующих двум направлениям движения поршня.

1. Такт всасывания (ход поршня вверх):

При движении поршня вверх (или назад) объем рабочей камеры цилиндра увеличивается. Вследствие этого давление в цилиндре падает и становится ниже, чем атмосферное давление, действующее на поверхность жидкости в источнике (например, в колодце). Под действием этой разности давлений жидкость устремляется по всасывающей трубе, открывает впускной клапан и заполняет цилиндр. В это время выпускной клапан плотно прижат к своему седлу давлением жидкости, оставшейся в нагнетательной трубе от предыдущего цикла.

2. Такт нагнетания (ход поршня вниз):

При движении поршня вниз (или вперед) он начинает давить на жидкость в цилиндре. Так как жидкость практически несжимаема, давление в ней резко возрастает. Это высокое давление заставляет всасывающий клапан плотно закрыться, перекрывая путь обратно во всасывающую трубу. Одновременно давление становится достаточным, чтобы открыть нагнетательный клапан, и жидкость с силой выталкивается из цилиндра в нагнетательную трубу. Оттуда она под высоким давлением направляется к потребителю.

После завершения такта нагнетания поршень снова начинает движение вверх, и цикл повторяется. Из-за такой поочередной подачи поток жидкости на выходе насоса получается прерывистым (пульсирующим). Для сглаживания этих пульсаций и служит воздушный колпак. Во время такта нагнетания избыток жидкости поступает в колпак и сжимает находящийся в нем воздух. Во время такта всасывания, когда насос не подает жидкость, сжатый воздух расширяется и выталкивает накопленную воду в трубопровод, обеспечивая более непрерывную и равномерную подачу.

Ответ: Нагнетательный насос устроен из цилиндра, в котором движется поршень, и двух клапанов: всасывающего и нагнетательного. Принцип его работы заключается в следующем: при движении поршня вверх в цилиндре создается разрежение, и жидкость засасывается внутрь через всасывающий клапан. При обратном движении поршня вниз он создает высокое давление, которое закрывает всасывающий клапан и открывает нагнетательный, выталкивая жидкость в нагнетательный трубопровод. Таким образом, насос преобразует механическую работу движения поршня в энергию потока жидкости под высоким давлением.