ການເຂົ້າໃຈຫຼັກການຂອງເຄື່ອງຈັກຂອງແຫຼວ

ເຂົ້າໃຈຫຼັກການຂອງເຄື່ອງຈັກຂອງແຫຼວ

ກົນຈັກຂອງແຫຼວເປັນເສົາຄ້ຳທີ່ສຳຄັນໃນໂລກວິສະວະກຳ, ໂດຍສະເພາະໃນວິສະວະກຳກົນຈັກ, ເຄມີ, ແລະ ໂຍທາ. ເກືອບທຸກຂະແໜງການຂອງອຸດສາຫະກຳທີ່ທັນສະໄໝລ້ວນແຕ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຂອງແຫຼວ - ທັງຂອງແຫຼວ ແລະ ອາຍແກັສ - ຕັ້ງແຕ່ການແຈກຈ່າຍນ້ຳສະອາດ ແລະ ການຜະລິດພະລັງງານ ຈົນເຖິງລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນ ແລະ ຂະບວນການຜະລິດຂອງໂຮງງານ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເພື່ອໃຫ້ກົນຈັກຂອງແຫຼວເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈຫຼັກການພື້ນຖານຂອງພວກມັນ: ວິທີການໄຫຼຂອງແຫຼວ, ວິທີການໂອນພະລັງງານ, ແລະ ວິທີການທີ່ແຮງກະທຳພາຍໃນລະບົບ. ບົດຄວາມນີ້ສົນທະນາໂດຍຫຍໍ້ແຕ່ຄົບຖ້ວນກ່ຽວກັບຫຼັກການຂອງກົນຈັກຂອງແຫຼວ, ໂດຍໃຊ້ພາສາທີ່ສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້.

ວິສະວະກຳຂອງແຫຼວແມ່ນຫຍັງ?

ໂດຍທົ່ວໄປ, ເຄື່ອງຈັກໃຫ້ນ້ຳແມ່ນອຸປະກອນທີ່ພົວພັນກັບນ້ຳເພື່ອປ່ຽນພະລັງງານ, ເຄື່ອນຍ້າຍນ້ຳ, ຫຼື ຄວບຄຸມສະພາບການໄຫຼ. ເຄື່ອງຈັກໃຫ້ນ້ຳມັກຈະແບ່ງອອກເປັນສອງກຸ່ມໃຫຍ່ໆຄື:

1. ເຄື່ອງຈັກຜະລິດພະລັງງານ: ອຸປະກອນທີ່ຜະລິດພະລັງງານກົນຈັກຈາກພະລັງງານຂອງແຫຼວ, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ ກັງຫັນນ້ຳ (ກັງຫັນໄຮໂດຼລິກ) ແລະ ກັງຫັນໄອນ້ຳ.
2. ເຄື່ອງຈັກເຄື່ອນຍ້າຍຂອງແຫຼວ: ອຸປະກອນທີ່ສະໜອງພະລັງງານໃຫ້ກັບຂອງແຫຼວ ເພື່ອໃຫ້ພວກມັນສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍ ຫຼື ປ່ຽນຄວາມດັນຂອງພວກມັນໄດ້, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ ປໍ້າ, ເຄື່ອງອັດອາກາດ ແລະ ພັດລົມ.

ຄວາມແຕກຕ່າງຕົ້ນຕໍລະຫວ່າງສອງຢ່າງນີ້ແມ່ນຢູ່ໃນທິດທາງຂອງການຖ່າຍໂອນພະລັງງານ: ກັງຫັນນຳພະລັງງານຈາກນ້ຳ, ໃນຂະນະທີ່ປໍ້າ/ເຄື່ອງອັດອາກາດເພີ່ມພະລັງງານໃສ່ນ້ຳ.

ຄຸນສົມບັດພື້ນຖານຂອງທາດແຫຼວ ແລະ ຜົນສະທ້ອນຂອງມັນ

ທາດແຫຼວມີລັກສະນະທີ່ແຍກຄວາມແຕກຕ່າງຈາກຂອງແຂງ. ທາດແຫຼວບໍ່ສາມາດຕ້ານທານກັບແຮງຕັດໃນເວລາທີ່ຢຸດນິ້ງໄດ້; ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນຈະປ່ຽນຮູບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບພາຊະນະຂອງມັນ. ສອງຄຸນສົມບັດທີ່ມີຄວາມສຳຄັນເປັນພິເສດໃນການວິເຄາະກົນຈັກຂອງທາດແຫຼວແມ່ນ:

- ຄວາມໜາແໜ້ນ (ρ): ກຳນົດວ່ານ້ຳມີມວນເທົ່າໃດຕໍ່ໜ່ວຍປະລິມານ. ຄວາມໜາແໜ້ນມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ແຮງ, ຄວາມກົດດັນ ແລະ ພະລັງງານທີ່ນ້ຳນຳໄປ.
– ຄວາມໜືດ (μ): ການວັດແທກ “ຄວາມໜາ” ຂອງນ້ຳ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການສູນເສຍແຮງສຽດທານໃນລະຫວ່າງການໄຫຼ. ຄວາມໜືດສູງ (ຕົວຢ່າງ, ນ້ຳມັນ) ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຕ້ານທານການໄຫຼຫຼາຍກ່ວານ້ຳ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ໃນອາຍແກັສ, ຄວາມສາມາດໃນການບີບອັດເປັນປັດໄຈສຳຄັນ: ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມໜາແໜ້ນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງອັດອາກາດ, ກັງຫັນອາຍແກັສ ແລະ ລະບົບທໍ່ອາຍແກັສ.

ຄວາມກົດດັນ ແລະ ກົດໝາຍຂອງ Pascal

ໃນຂອງແຫຼວທີ່ຢຸດນິ້ງ, ແນວຄວາມຄິດຫຼັກແມ່ນຄວາມດັນ. ຄວາມດັນແມ່ນແຮງຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່, ແລະ ໃນຂອງແຫຼວທີ່ຢຸດນິ້ງ, ຄວາມດັນຈະກະທຳໃນທຸກທິດທາງ. ກົດຂອງ Pascal ລະບຸວ່າຄວາມດັນທີ່ໃຊ້ກັບຂອງແຫຼວໃນພື້ນທີ່ຈຳກັດແມ່ນຖືກສົ່ງຕໍ່ກັນໄປໃນທຸກທິດທາງເທົ່າທຽມກັນ. ຫຼັກການນີ້ແມ່ນພື້ນຖານຂອງການເຮັດວຽກຂອງລະບົບໄຮໂດຼລິກ ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຍົກໄຮໂດຼລິກ, ເບກໄຮໂດຼລິກຂອງຍານພາຫະນະ, ແລະ ເຄື່ອງກົດ.

ໃນກົນຈັກຂອງແຫຼວ, ການເຂົ້າໃຈຄວາມກົດດັນບໍ່ໄດ້ຢຸດຢູ່ທີ່ສະພາບຢຸດນິ້ງ. ໃນຂະນະທີ່ຂອງແຫຼວໄຫຼ, ຄວາມກົດດັນຈະພົວພັນກັບຄວາມໄວ ແລະ ຄວາມສູງ - ເຊິ່ງສະຫຼຸບໄດ້ຢ່າງສະຫງ່າງາມໂດຍສົມຜົນຂອງ Bernoulli.

ຄວາມຕໍ່ເນື່ອງ: ການອະນຸລັກມວນສານໃນການໄຫຼ

ຫຼັກການພື້ນຖານອັນທຳອິດໃນການເຄື່ອນທີ່ຂອງນ້ຳແມ່ນສົມຜົນຄວາມຕໍ່ເນື່ອງ, ເຊິ່ງແມ່ນການອະນຸລັກມວນສານ. ເວົ້າງ່າຍໆ, ສຳລັບການໄຫຼທີ່ໝັ້ນຄົງໃນທໍ່:

- ຖ້າພື້ນທີ່ຕັດຂວາງຫຼຸດລົງ, ຄວາມໄວຂອງການໄຫຼຈະເພີ່ມຂຶ້ນ.
- ຖ້າພື້ນທີ່ຕັດຂວາງເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມໄວຂອງການໄຫຼຈະຫຼຸດລົງ.

ໃນທາງປະຕິບັດ, ຫຼັກການນີ້ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງປາຍສີດນໍ້າຈຶ່ງສາມາດເພີ່ມຄວາມໄວຂອງການສີດນໍ້າໄດ້, ຫຼືເປັນຫຍັງເຄື່ອງວັດແທກເວນຈູຣີຈຶ່ງສາມາດໃຊ້ເພື່ອວັດແທກອັດຕາການໄຫຼໂດຍອີງໃສ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມດັນ.

ສົມຜົນຂອງ Bernoulli: ການອະນຸລັກພະລັງງານໃນການໄຫຼ

ຫຼັກການຫຼັກຕໍ່ໄປແມ່ນສົມຜົນຂອງ Bernoulli, ເຊິ່ງລະບຸວ່າໃນການໄຫຼທີ່ເໝາະສົມ (ບໍ່ມີແຮງສຽດທານ ແລະ ບໍ່ມີເຄື່ອງຈັກ), ປະລິມານພະລັງງານຕໍ່ໜ່ວຍນ້ຳໜັກຂອງນ້ຳຈະຄົງທີ່ຕາມແນວກະແສນ້ຳ. ພະລັງງານນີ້ປະກອບດ້ວຍ:

1. ພະລັງງານຄວາມກົດດັນ
2. ພະລັງງານຄວາມໄວ (ພະລັງງານຈົນ)
3. ພະລັງງານຄວາມສູງ (ທ່າແຮງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ)

ໃນການປະຕິບັດວິສະວະກຳຂອງແຫຼວ, Bernoulli ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອເຂົ້າໃຈປະກົດການຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມກົດດັນຢູ່ທີ່ການຫົດຕົວໃນທໍ່, ການຍົກຂອງແຫຼວທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມສູງ, ແລະ ເປັນພື້ນຖານສຳລັບການວິເຄາະເຄື່ອງມືວັດແທກການໄຫຼຫຼາຍຢ່າງ.

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ກະແສຕົວຈິງມີແຮງສຽດທານສະເໝີ. ດັ່ງນັ້ນ, ສົມຜົນ Bernoulli ຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການດັດແປງໂດຍການເພີ່ມການສູນເສຍຫົວ ແລະ ການເຮັດວຽກຂອງປໍ້າ ຫຼື ກັງຫັນ.

ຫົວ, ພະລັງງານ, ແລະ ປະສິດທິພາບໃນເຄື່ອງຈັກຂອງແຫຼວ

ຄຳວ່າ head ມັກຖືກໃຊ້ໃນກົນຈັກຂອງແຫຼວ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນປໍ້າ ແລະ ກັງຫັນ. Head ສາມາດເຂົ້າໃຈໄດ້ວ່າ "ພະລັງງານຕໍ່ໜ່ວຍນໍ້າໜັກ" ທີ່ສະແດງອອກເປັນແມັດ. ຕົວຢ່າງ:

- ປໍ້າເພີ່ມຫົວເພື່ອໃຫ້ນໍ້າສາມາດລອຍຂຶ້ນ ຫຼື ເອົາຊະນະການສູນເສຍແຮງສຽດທານໄດ້.
- ກັງຫັນຈະຫັນຫົວໄປປ່ຽນມັນເປັນພະລັງງານກົນຈັກຢູ່ເທິງເພົາ.

ພະລັງງານໄຮໂດຼລິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການໄຫຼໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຂຶ້ນກັບການປ່ອຍ (Q), ຄວາມໜາແໜ້ນ (ρ), ຄວາມເລັ່ງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g), ແລະ ຫົວ (H). ສິ່ງນີ້ແນະນຳແນວຄວາມຄິດຂອງປະສິດທິພາບ, ຍ້ອນວ່າບໍ່ແມ່ນພະລັງງານທັງໝົດຈະຖືກປ່ຽນເປັນຜົນຜະລິດທີ່ເປັນປະໂຫຍດຢ່າງສຳເລັດຜົນ. ປະສິດທິພາບສາມາດຫຼຸດລົງໄດ້ເນື່ອງຈາກການຮົ່ວໄຫຼ, ແຮງສຽດທານພາຍໃນ, ຄວາມວຸ້ນວາຍ, ແລະ ການສູນເສຍທາງກົນຈັກເຊັ່ນ: ແຮງສຽດທານຂອງແບຣິ່ງ.

ການສູນເສຍກະແສ: ແຮງສຽດທານ ແລະ ຄວາມວຸ້ນວາຍ

ໃນລະບົບຕົວຈິງ, ການສູນເສຍພະລັງງານແມ່ນລັກສະນະທີ່ບໍ່ສາມາດລະເລີຍໄດ້. ການສູນເສຍມີສອງປະເພດຫຼັກຄື:

1. ການສູນເສຍທີ່ສຳຄັນ: ເກີດຂຶ້ນຕາມທໍ່ຍ້ອນແຮງສຽດທານລະຫວ່າງນ້ຳ ແລະ ຝາທໍ່.
2. ການສູນເສຍເລັກນ້ອຍ: ເກີດຂຶ້ນໃນອຸປະກອນຕ່າງໆເຊັ່ນ: ໂຄ້ງ, ວາວ, ຂໍ້ຕໍ່, ການຂະຫຍາຍຕົວກະທັນຫັນ, ຫຼື ການຫົດຕົວກະທັນຫັນ.

ການສູນເສຍເຫຼົ່ານີ້ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການເລືອກປໍ້າ, ຂະໜາດທໍ່, ການໃຊ້ພະລັງງານ, ແລະແມ່ນແຕ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານຂອງລະບົບ. ດັ່ງນັ້ນ, ການອອກແບບລະບົບນໍ້າທີ່ດີສະເໝີຄວນດຸ່ນດ່ຽງການລົງທຶນ (ເຊັ່ນ: ທໍ່ຂະໜາດໃຫຍ່) ກັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານ (ພະລັງງານຂອງປໍ້າ).

ເຄື່ອງຈັກນ້ຳຢາຂັ້ນຕົ້ນ: ປໍ້າ, ເຄື່ອງອັດອາກາດ ແລະ ກັງຫັນ

1. ປໍ້າ
ປໍ້າຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຍ້າຍຂອງແຫຼວຈາກຄວາມດັນຕໍ່າໄປຫາຄວາມດັນສູງ. ປະເພດປໍ້າທົ່ວໄປແມ່ນ:
- ປໍ້າແຮງเหวี่ยงเหวี่ยง: ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງທີ່ງ່າຍດາຍ ແລະ ເໝາະສົມສຳລັບການລະບາຍນ້ຳໃນປະລິມານຫຼາຍ.
- ປໍ້າປ່ຽນທິດທາງບວກ: ເໝາະສຳລັບຄວາມດັນສູງ ແລະ ອັດຕາການໄຫຼຕ່ຳ, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ ປໍ້າສູບ ຫຼື ປໍ້າເກຍ.

ການເລືອກປັ໊ມແມ່ນຂຶ້ນກັບອັດຕາການໄຫຼ, ຄວາມສູງ, ປະເພດນໍ້າ ແລະ ເງື່ອນໄຂການເຮັດວຽກທີ່ຕ້ອງການ.

2. ເຄື່ອງອັດອາກາດ ແລະ ພັດລົມ
ສຳລັບອາຍແກັສ, ອຸປະກອນໂອນຖ່າຍຂອງແຫຼວມັກຈະເປັນ:
- ພັດລົມ (ພັດລົມ) ສຳລັບການເພີ່ມຄວາມດັນເລັກນ້ອຍ,
- ເຄື່ອງເປົ່າລົມສຳລັບຄວາມດັນປານກາງ,
- ເຄື່ອງອັດອາກາດສຳລັບຄວາມດັນສູງ.

ເຄື່ອງອັດອາກາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ, ລະບົບນິວເມຕິກ, ກັງຫັນອາຍແກັສ, ແລະຂະບວນການທາງເຄມີ. ການວິເຄາະມີຄວາມສັບສົນຫຼາຍກວ່າເພາະວ່າອາຍແກັສປ່ຽນແປງຄວາມໜາແໜ້ນໄດ້ງ່າຍ.

3. ກັງຫັນ
ກັງຫັນປ່ຽນພະລັງງານຂອງແຫຼວໄປເປັນພະລັງງານກົນຈັກ. ກັງຫັນນ້ຳ (ເຊັ່ນ: Pelton, Francis, ແລະ Kaplan) ຖືກເລືອກໂດຍອີງໃສ່ອັດຕາການໄຫຼ ແລະ ອັດຕາການໄຫຼ. ກັງຫັນໄອນ້ຳ ແລະ ກັງຫັນອາຍແກັສມັກຖືກນຳໃຊ້ໃນໂຮງງານໄຟຟ້າ ເພາະວ່າພວກມັນສາມາດຜະລິດພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍດ້ວຍປະສິດທິພາບສູງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະ.

ສະຫຼຸບ

ການເຂົ້າໃຈຫຼັກການຂອງກົນຈັກຂອງແຫຼວໝາຍເຖິງການເຂົ້າໃຈວິທີທີ່ຂອງແຫຼວມີມວນສານ, ໂມເມນຕຳ, ແລະພະລັງງານ - ແລະວິທີທີ່ເຄື່ອງຈັກນຳໃຊ້ ຫຼື ເພີ່ມພະລັງງານນັ້ນ. ພື້ນຖານພື້ນຖານປະກອບມີຄຸນສົມບັດພື້ນຖານຂອງຂອງແຫຼວ, ຄວາມກົດດັນ ແລະ ກົດໝາຍຂອງ Pascal, ສົມຜົນຄວາມຕໍ່ເນື່ອງ, ສົມຜົນຂອງ Bernoulli, ແນວຄວາມຄິດຂອງຫົວ ແລະ ປະສິດທິພາບ, ແລະ ການສູນເສຍການໄຫຼ. ດ້ວຍພື້ນຖານນີ້, ພວກເຮົາສາມາດວິເຄາະ ແລະ ອອກແບບລະບົບທີ່ປອດໄພກວ່າ, ມີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານຫຼາຍກວ່າ, ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖືກວ່າ - ບໍ່ວ່າຈະເປັນການຕິດຕັ້ງນ້ຳສະອາດ, ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນອຸດສາຫະກຳ, ຫຼື ໂຮງງານໄຟຟ້າຂະໜາດໃຫຍ່. ຫຼັກການເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນທິດສະດີເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ເປັນຈິງຫຼາຍໃນທຸກໆການໄຫຼທີ່ພວກເຮົາພົບທຸກໆມື້.