В этой статье мы расскажем о том, как создать насос, не требующий топлива или электричества для работы. Статья содержит описание принципа работы устройства, основные элементы конструкции, а также видео с процессом сборки базовой модели таранного насоса. Вы узнаете, как собрать его самостоятельно.
Гидравлика — наука такая же древняя, как и сама вода. Законы гидравлики действуют абсолютно для любой жидкости, и мы рассмотрим, как использовать эти законы в организации насоса или помпы с применением кинетической энергии.
Прототип насоса, основанного на действии гидроудара, был создан во Франции ещё в 17-ом веке изобретателем воздушного шара Монгольфье. Практически одновременно с ним идентичную конструкцию запатентовали изобретатели в Англии, США и Германии. В России он получил звучное народное название «гидротаран».
Конструкция гидротарана
Привычные помпы состоят из нагнетающего устройства (закрытая крыльчатка, поршень, мембрана), активатора (ДВС, электромотор, иной привод), трубопровода и системы клапанов. Схема гидротаранного насоса предельно проста, его уникальность заключается в том, что активатором и поршнем выступает сам агент (вода). Его конструкция примечательна тем, что в ней нет механических подвижных частей (кроме двух примитивных клапанов), не используются ГСМ и участки под постоянным давлением.
Основа насоса — сплошная трубка с тремя отводами, которую можно собрать из обычных фитингов и трубы, имеющихся в любом магазине сантехники.
Первый отвод. К нему подключается питающая труба (фидер), о ней расскажем отдельно.
Второй отвод. Через ниппели и муфты к нему подключается обратный клапан, расширительный бак с мягкими стенками и выходной патрубок. В качестве расширительного бачка вполне пригодна пластиковая бутылка, на заводских моделях устанавливают полноценные баки в металлическом корпусе с резиновой мембраной.
Третий отвод. Здесь должен быть установлен главный элемент — проточный гидроклапан. Это элемент запорной арматуры, который перекрывает поток воды при критическом увеличении давления. Его работа регулируется пружиной. Такие клапаны до 1,5" можно пробрести в магазине, но при большем диаметре их стоимость может быть довольно велика (20 у. е. и выше). Если стоит задача создать насос для реальных хозяйственных нужд под большой объём воды, лучше изготовить этот клапан самостоятельно.
Сборка насоса с самодельным клапаном — пошаговое видео
Как и почему работает гидротаран
Главная особенность данного насоса — он использует кинетическую энергию воды, которая уже находится в потоке. То есть, для подачи воды на высоту необходим перепад уровней. Он может быть минимальным — 0,5 м, но чем этот показатель больше, тем эффективнее работа насоса. Мы нарочно не приводим гидравлический расчёт — он крайне сложен и сводится лишь к оптимальной пропорции перепада высоты между точкой забора воды, рабочей частью насоса и верхней точкой слива. Поскольку это устройство будет установлено в конкретных условиях, все величины разумно определить по месту.
Вода, попадая в фидер, под действием гравитации стремится к нижней точке, создавая избыточное давление, на которое реагирует гидроклапан. В момент его срабатывания вода блокируется в закрытой системе и происходит явление гидроудара, который проталкивает воду через обратный клапан в расширительный бак. Эластичные стенки бака накапливают избыточное давление от гидроудара, но не в воде (она несжимаема), а в воздухе. Это давление и проталкивает воду по отводному каналу (шлангу, трубе), а обратный клапан не даёт давлению выровняться.
Принцип работы гидротаранного насоса на видео
После сброса давления в расширительный бак гидроклапан снова открывается и цикл возобновляется. Подача воды происходит импульсами. Многие уже догадались, что работа насоса становится возможна за счёт разности плотности сред — несжимаемой воды и воздуха, который легко аккумулирует давление. Вся сила гидроудара переходит в спрессовку газа (воздуха) в расширительном баке, который потом подаёт воду наверх.
Фидер и гидроклапан
Эти два элемента — основные в конструкции, которую планируется создать своими руками. От их размеров и устройства зависит вся работа агрегата.
Фидер
Представляет собой закрытый канал, соединяющий точку водозабора и точку гидроудара. В идеале это длинная ровная труба, расположенная под уклоном. Вода, находящаяся в трубе, и есть тот самый поршень, который создаёт избыточное давление — причину гидроудара. Поэтому чем больше сечение, тем мощнее будет таран. Диаметр трубы фидера должен лежать в разумных пределах — от 50 до 150 мм. Эта величина должна соотноситься с диаметром остальных каналов системы и требуемой высотой подачи.
Оптимальные соотношения диаметров гидротаранного насоса
| Фидер, мм | Система, мм |
| 50 | 16 |
| 100 | 32 |
| 150 | 32-50 |
В последнем случае при длине фидера 10 м и перепаде в 1,5 м вода будет подаваться на высоту в 10 м со скоростью около 1500 л/час.
Гидроклапан
Заводская модель этого устройства может оказаться дорога за счёт материала, прокладок и пружины, выставленной на определённое давление. В нашем случае, когда мы используем бесплатную энергию, которую просто нет смысла экономить или учитывать, достаточно самого факта блокировки потока воды. Для этого вполне подойдёт гидроклапан собственного изготовления.
Насос с самодельным гидроклапаном — видео установки с комментариями
Идеальное место установки такого насоса — пороги реки с их значительными перепадами или ручьи.
Гидротаранные насосы заводского изготовления
Разумеется, такие простые и надёжные устройства не могли миновать претензий на серийное производство. В настоящий момент их производят как отечественные, так и зарубежные фирмы. Однако из-за своей специфики работы (часть воды сбрасывается через клапан) они имеют довольно узкую область применения — в городском хозяйстве они практически бесполезны, зато незаменимы в отдалённых, неосвоенных районах, экопоселениях и фермерских хозяйствах.
На сегодняшний день в России только одна фирма выпускает эти экологически чистые и эффективные устройства — производственная артель «Урал». Модельный ряд представлен насосами «Качалыч» ГТ-01 (190 у. е.) и ГТ-03 (110 у. е.), а также их разновидностями.
Изготовление насоса своими руками обойдётся несколько дешевле, даже если приобретать все детали. Однако реальная экономия достигается при наличии подручных средств — в этом случае насос будет практически бесплатным, при этом его производительность может быть существенно выше за счёт более объёмного фидера и пропускной способности всей системы.
Любой прибор или устройство на основе действий естественных сил заслуживает пристального внимания и разработки. Игнорируя бесплатную энергию, данную самой природой, мы рискуем внезапно остаться беспомощными в отсутствие бензина и электричества. Перевод подсобного хозяйства на альтернативные источники энергии — залог спокойствия и гармонии с окружающей средой.
Статья будет интересна прежде всего тем у кого есть загородное жильё или такое планируется. Тепло ни как не хочет приходить, сегодня немного оттеплило, ночью -16, днем 0, но очень охота испробовать и потому и решились испытать гидротаран.
для тех кто не в теме: гидротаран устройство - (насос) для подъёма воды на уровень значительно выше чем водоём. Работает без электричества
и без прилагаемых физических усилий. за счёт энергии воды. Денисденисыч популярно описал ранее более подробную информацию по расчётам можно посмотреть
Начальное представление о гидротаране у меня было как о чём то сложном, но теперь могу сказать что это наиболее простой водяной насос, который может собрать практически любой человек. На сборку нашего гидротарана ушло чуть меньше часа, но это первый, на остальные уйдёт ещё меньше времени.
Для сборки нам понадобилось - труба ПП 40ǿ- 50 см, уголок 90°- 1 шт, обратный клапан ПП – 2шт, тройник ПП 40х40х40 – 1 шт. муфта соединительная на 32 мм (1.1/2)- 1шт., муфта соединительная 40мм, муфта соединительная 20мм (3/4)-1 шт., обратный клапан 20мм (3/4)- 1 шт, все запчасти из ПП имеют диаметр 40 мм., (это была ошибка, надо было всё брать на 50мм) использованный огнетушитель -ОП8 – 1 шт, тройник 40х20х40 - 1 шт., труба ПВХ канализационная 50ǿ - 21метр. Зашли в магазин, купили всё по списку и через час гидротаран у вас готов. На фото наглядно видно, куда какую запчасть приладить. Из отбойного клапана удаляем пружину и ставим его «верх ногами», на самом клапане уже есть замечательная дырочка диаметром 6мм под шпильку на которую в последствии навешиваем груз. Ошибка в выборе диаметра трубы в том что полипропилен (ПП) считается по внешниму диаметру, а мет. труба по внутреннему, в связи с чем рабочая труба в действительности у нас составила 30мм, что значительно сказалось на производительности, следующий гидротаран решено сделать из мет. трубы диаметром 50мм.
Не стал публиковать новый пост, разместил всё вместе.
вот представляю законченную работу по гидротарану, смонтировал полностью систему, производительность 1 куб за 4 часа, что позволяет снабжать водой 4 участка, с накопительными баками на двух участках по 3 куба, на моем маленький басейе на 15 кубов. труднее всего было приуить соседей не сразу пользоваться, а дождаться когда все ёмкости наполнятся, ведь реально больше куба в сутки ни кто не использует. если у кого возникнут вопросы с удовольствием отвечу
Гидроударный насос осуществляет подачу жидкости из мест с проточным течением, где есть уклон.
Принцип работы
Эффект гидроудара - это принцип работы водяного насоса. Жидкость заходит в подающую трубу. Набрав определённую скорость "замыкается" разгоняющий клапан. Далее под нарастающим напором воды происходит открытие рабочего клапана. Жидкость заполняет аккумулятор.
Когда вода в разгонной трубе полностью прекращает своё движение - останавливается, закрывается рабочий клапан. И наоборот - клапан отвечающий за разгон, открывает доступ к потоку жидкости. Этот цикл происходит периодически.
Под давлением сжатого воздуха, который создаётся в аккумуляторе вода нагнетается в приёмную магистраль. При цикличной работе происходит пульсация давления, которая заканчивается в трубопроводе.
Элементы гидроударного насоса:
- собственно корпус;
- клапана отвечающие за работу и разгон воды;
- аккумулятор;
- разгонная труба.
Основные параметры:
- Рабочий объем или удельная подача жидкости. Обозначается в см3/об. Это определённый объём воды, который способен выдать насос за один оборот вала.
- Максимальное рабочее давление. Обозначается в МПа, bar.
- Максимальная частота вращения проходящая за определённый промежуток времени. Обозначается в (об/мин).
Преимущества и недостатки
Если говорить кратко к недостатками можно отнести гидроудар, возможность работы насоса только на уклоне. Положительный момент: нет затрат электроэнергии. Он может работать длительное время. Его ещё называют вечным "насосом". Простота обслуживания пожалуй этот момент можно записать в плюс.
Где целесообразно использовать
Насосы работают на реках, ручьях, озёрах, ставках, где есть сток воды или перепады. Работает насос за счет энергии течения воды.
Из чего можно сделать самостоятельно
Многие домашние умельцы создают разные технические изделия, способные облегчить свой труд и жизнь окружающих. Инженеры-любители могут у себя дома изготовить водяной насос. Для изготовления потребуются материалы:
- бревно;
- трубка гофрированная;
- кронштейн;
- трубка с клапанами. Один из которых служит для разгона. Второй клапан рабочий.
Принцип работы основан на колебаниях водной поверхности водоёмов. При ветре более двух метров в секунду самодельный агрегат может перекачать более двадцати тонн жидкости в сутки.
Видео: Невероятно, но это работает. Насос качает воду без электричества
Гидротаран.
Гидротараном называют насос основанный на явлении гидравлического удара . Принцип работы насоса такой.
Вода течет по наклонной трубе самотеком и свободно вытекает через клапан 1. Если резко закрыть клапан, то вода, имеющая кинетическую энергию движения, затратит свою энергию на сжатие воды и на расширение стенок трубы. В начальный момент времени повышенное давление возникнет в конце трубы у клапана 1. Затем зона повышенного давления будет распространяться к началу трубы со скроростью С . Через промежуток времени t, равный
скачок уплотнения дойдет до начала трубы, и вся вода в трубе остановится. Начиная с этого момента, сжатая вода в начале трубы расширится. Ведь начало трубы открыто. Давление понизится, и к концу трубы, к клапану 1, побежит скачок пониженного давления. Затем эти процессы будут повторяться. В трубе возникнут затухающие колебания. Мы рассмотрели процессы в трубе с одним клапаном.
В гидротаране стоит клапан 2, который открывается при повышении давления в трубе и поток жидкости по инерции проходит сквозь клапан 2 в воздушный аккумулятор. От воздушного аккумулятора отходит водопровод, который подает воду в накопительную емкость на высоту h 2 . Давление в аккумуляторе в момент открытия клапана 2 равно давлению столба жидкости в водопроводе. Давление в основной трубе должно быть больше давления столба жидкости в водопроводе. Иначе вода в аккумулятор не пойдет. Скачок давления меньший по величине, чем в рассмотренном выше случае, распространяется к началу трубы с той же скоростью С . Затем с конца трубы к клапану 2 побежит волна разряжения. Клапан 2 закрывается, клапан 1 открывается, и вода, разогнавшись в трубе до номинальной скорости, захлопывает клапан 1, и процесс повторяется.
Давление в основной трубе во время гидроудара значительно превышает атмосферное. Поэтому насос, использующий явление гидравлического удара, поднимает воду на значительно большую высоту, чем перепад высот в основной трубе. Гидротаран имеет привлекательность своей простотой. Он не нуждается в подводе электроэнергии, В нем нет вращающихся частей. Труба с двумя клапанами запитанная от ручья или положенная на дно реки. Что может быть проще?
Роль воздушного аккумулятора в том, что вода, проходит через клапан 2 сначала в емкость расположенную непосредственно на самой трубе. Без воздушного аккумулятора проходу воды из трубы мешал бы неподвижный столб воды в вертикальном водопроводе. На разгон этого столба воды уходило бы время, которое растет с увеличением высоты подъема, поэтому производительность установки резко бы снизилась. Кроме того, воздушный колокол значительно сглаживает скачки давления, что позволяет применять трубы с меньшей толщиной стенки.
Теорию гидравлического удара разработал Н.Е, Жуковский, тот самый «отец русской авиации», как его назвал В.И. Ленин. После серии непонятных разрывов труб на московском водопроводе в начале того века он исследовал эту проблему и вывел расчетные формулы. Насос на принципе гидроудара, был изобретен гораздо раньше и широко использовался ввиду его простоты, но объяснение происходящих процессов и осмысленный подход к проектированию подобных устройств стали применять после исследования Жуковского.
Повышение давления в трубе равно
ρ - плотность жидкости;
v - скорость жидкости в трубе;
с - скорость распространения ударной волны;
E 1 - модуль упругости жидкости;
E 2 - модуль упругости стенок трубы;
D 1 - внутренний диаметр трубы;
b - толщина стенок трубы.
Модули упругости различных материаловвода - 2·10 9 Н/м 2 ;
чугун - 1·10 11 Н/м 2 ;
сталь - 2·10 11 Н/м 2 ;
медь - 1,23·10 11 Н/м 2 ;
алюминий 0,71·10 11 Н/м 2 ;
полистирол 0,032·10 11 Н/м 2 ;
стекло 0,7·10 11 Н/м 2 ;
Стальные трубы 1333 м/с
Дюралевые трубы 1221 м/с
Пластиковые трубы 476 м/с.
Если толщина стенок очень большая, то С приближается к своему возможному пределу 1414 м/с.
Длина трубы в формулу давления не входит. Длинные трубы и короткие трубы будут работать теоретически одинаково. У коротких труб будет лишь короче рабочий цикл. На практике это не совсем так. Формула давления выведена в предположении, что клапан 1 срабатывает моментально. Если время срабатывания клапана ограничено, то давление нарастает постепенно по мере закрытия клапана. Предельно допустимое время закрытия равно 2l/c, т.е. времени прохода скачка давления до конца трубы и обратно. На практике время закрытия клапана должно быть значительно меньше периода колебаний в системе.
Клапана имеют какое-то время срабатывания. В длинной и в короткой трубе время срабатывания 1 клапана будет одинаково. В коротких трубах время срабатывания будет составлять большую долю рабочего периода, чем в длинных. Из за этого давление в коротких трубах будет меньше, Поэтому короткие трубы будут работать менее производительно.
Для построения компактных, дешевых установок необходимо решить проблему быстродействующих клапанов.
Требование быстродействия касается и клапанов воздушного аккумулятора. Чтобы пропустить воду, клапан 2 должен приподняться над седлом. При понижении давления он опускается назад и вода, заключенная в пространстве вертикального хода клапана, выдавливается из аккумулятора вниз в трубу. При коротких трубах время цикла может быть настолько мало, что клапан будет только успевать подниматься и опускаться, а поступления воды в аккумулятор не будет совсем. Поэтому дешевый простой пластинчатый клапан вызывает необходимость в многократном увеличении длины трубы. Пластинчатый клапан на входе в гидроаккумулятор нельзя использовать. Здесь есть над чем подумать изобретателям.
Скорость течения воды в трубе зависит от ее наклона, сечения и диаметра
Для труб диаметром меньше 100 мм
Для труб диаметром больше 100 мм
Вот теперь мы уже можем оценить наши перспективы. Уклон, который можно получить от ручья известен. Его легко померять. Уклон речки померять сложнее. Он очень маленький. Можно воспользоваться грубой оценкой. Допустим, место установки насоса имеет глубину дна 1,1 метра и скорость потока 0,4 м/с. Труба у нас будет внутренним диаметром 0.12 метра. Эквивалентный диаметр реки примем равным глубине реки. Он больше диаметра трубы в 1,1/0,12 = 9,2 раза. Кубический корень из 9,2 равен 2,1. Во столько раз замедлится вода в трубе. Скорость воды в трубе будет примерно 0,2 м/с. Скачек давления в стальной трубе будет 266 000 Па, в пластмассовой 95 000 Па. Для подъема на 1 метр высоты необходимо давление 10 000 Па. С учетом неизбежных потерь стальная труба обеспечит подъем воды где-то на 13 метров, пластмассовая - на 5 метров.
Тут надо сделать замечание. Уклон, о котором мы говорим, это уклон водной поверхности реки. Если мы трубу под водой положим клапаном 1 на дно, а начало трубы поднимем к поверхности, то геометрический наклон увеличится, а гидравлический - нет.
Скорость движения воды по мере погружения падает незначительно и лишь у самого дна скачком уменьшается. Поэтому трубу укладывать на дно нельзя. Очень большие будут потери.
Расход воды, т.е. количество кубометров воды протекающее в секунду по трубе равно
Входя в воздушный аккумулятор, вода тратит часть своей энгергии на преодоление давления воздуха, которое равно давлению столба жидкости. Поэтому скорость ее замедляется.
Для рассмотренного выше числового примера со стальной трубой в реке и высотой подъема 13 метров v 1 = 0,084 м/с. Поступление воды в аккумулятор за один цикл равно
При длине трубы 10 метров всего 14 грамм. Это не удивительно, т.к. длительность одного периода равна 2L/с = 0,015 с. Дополнительно необходимо какое-то время на открытие 1 клапана, время необходимое на ускорение воды. Уклон трубы h 1 /L очень маленький 0,005, поэтому ускорение тоже будет очень маленькое и время разгона t = v/0,005g = 4 секунды. Производительность гидротарана будет 3,5 г/с или 302 литра в сутки. Количество воды, прошедшее через основную трубу будет в 140 раз больше.
Производительность насоса ограничивается временем разгона. Масса воды, заключенная в трубе, составляет 113 кг. Уклон 0,005. Сила веса, разгоняющая воду, 113*0,005 = 0,57 кГ. Дополнительно на вход в трубу действует напор набегающего течения реки. Прибавка за счет динамического напора будет 0,1 кГ. Поэтому желательно не замедлять движение воды перед входом в трубу. Дополнительно разгоняющую силу можно увеличить еще двумя способами. Можно создать подпор воды перед входом в трубу. Поставив небольшую, можно планочную, негерметичную плотинку. Сечение трубы 113 квадратных сантиметров, поэтому небольшой буртик воды перед входом в трубу высотой в 5 сантиметров подъема воды этой плотинкой дадут дополнительно 0,57 кГ ускоряющего давления. Т.е. вдвое увеличит производительность.Второй путь - установка дефлектора, как советует Дмитрий Дуюнов. Дефлектор даст в данной ситуации добавку в 0,1 кГ. Совсем небольшую. Возможно повышение производительности связано с повышением быстродействия клапана при установке дефлектора.
Теоретически видится и третий способ. Организовать подпор пред входом в трубу на 5 см и сократить длину трубы в десять раз, до 1 метра. Тогда уклон возрастет в 10 раз. Примерно во столько же раз возросла бы производительность. Но все упирается в быстродействие клапанов. В 10 метровой трубе счет шел на сотые секуны, в метровой трубе счет пойдет - на тысячные.
Расчет производительности выявил еще одну сложность. Длительность существования повышенного давления 0,015 с, а вода движется в воздушный аккумулятор со скоростью 0,084 м/с. Следовательно вода успеет пройти путь лишь 1,3 мм. Эта цифра объясняет неудачи самодельщиков, пытающихся построить гидротаран при малых уклонах, малых диаметрах, малых длинах труб. Во-первых, клапан 1 должен быть жесткий. Если он прогнется на 1,3 мм, то он заберет на себя весь поток и поступления воды в аккумулятор не будет. Даже прогиб на 0,13 мм означает снижение производительности на 10%. Во-вторых, Если клапан 2 приподнимется на 1,3 мм, то получившаяся кольцевая щель будет в 23 раза меньше по площади, чем сечение трубы. Это означает, что вода должна убыстриться в 23 раза, чтобы пройти в аккумулятор. Энергии на разгон мы потратим немного. Всего 1%. Суть здесь в другом. Если клапан приподнялся на 1,3 мм, то воде незачем идти в аккумулятор, Вода свой путь совершила. Вода за время гидроудара как раз и проходит путь 1,3 мм. Поэтому клапан опустится на место, вытолкнет в разгонную трубу воду и производительность насоса будте нулевая. Сам клапан должен быть неподвижный и только узенькая полоска (счет идет на миллиметры) по периметру клапана должна быть гибкая. И сам периметр неполхо бы увеличить, увеличив диаметр клапана или сделав клапан "многоэтажным".
Вода, движущаяся по трубе, должна беспрепятственно продолжать движение в воздушный аккумулятор. Поэтому сечение входного отверстия должно быть равно сечению трубы. По мере поступления воды воздух сдавливается, давление его возрастает. Если давление воздуха превысит предельно возможное давление в трубе, то вода в воздушный аккумулятор поступать не будет. Поэтому объем воздуха должен быть достаточен
Это вычислен объем воздуха уже сжатый столбом воды в водопроводе, а первоначальный объем воздуха в сухом гидротаране, т.е. емкость воздушного аккумулятора над клапаном 2 должна быть не меньше
g - ускорение свободного падения;
p 0 - атмосферное давление 101000 Па;
ρ - плотность воды.
Водопроводная труба должна быть достаточного сечения, чтобы не ограничивать производительность установки. Давление, необходимое для продавливания воды через трубу равно
Оно должно составлять небольшую часть от давления в основной трубе. Время цикла и массу воды, накачиваемую за цикл, точно не рассчитать. Поэтому с водопроводной трубой придется определяться после изготовления гидротатарана и определения его производительности. Собственно не обязательно измерять время цикла. Можно измерить массу воды полученную за произвольное время. Дробь m/t ц от этого не изменится.
Вот вкратце и все основные соотношения, которые необходимо знать, чтобы согласовать характеристики отдельных элементов установки. В гидротаране параметры отдельных частей должны соответствовать друг другу. Поэтому самодельщики жалуются на неудачи.
Приведенные формулы получены из обычных формул гидравлики, взятых из учебника: А.В. Теплов. Основы гидравлики. М. Л. 1965 год. Все соображения по гидротарану получены мной путем анализа идеализированных процессов. Практически гидротараном я не занимался. Специальной литературы не читал. Года три назад меня заинтересовала эта тема, я просмотрел интернетовские источники, подивился их неконкретности. Поэтому я разобрался с вопросом сам. Формулы дают граничные оценки рассматриваемых процессов. Объем вычислений даже в таком идеализированном упрощении получается довольно значительным. Получаемые по формулам цифры представляют собой ориентир, от которого надо "плясать" при опытах с гидротараном. Кому нужны абсолютно точный расчет, тот должен сходить в библиотеку и проштудировать соответствующую литературу по проектированию. Я, как и любой человек, от ошибок не застрахован. Читайте, думайте, возможно в чем-то я не прав.
Практик по гидротаранам, Дмитрий Дуюнов из Москвы, изготовивший не одну установку, так прокомментировал мои соображения.
В Своих доводах Вы абсолютно правы, за некоторым исключением.
1. Для получения минимального времени срабатывания, разгонный клапан установлен под углом 45 градусов к потоку. Его рабочее сечение действительно должно быть равно сечению разгонной трубы. Клапан срабатывает за счет гидродинамической подъемной силы.
2. Рабочий клапан аккумулятора должен иметь как можно большее проходное сечение при минимальном ходе. Такому условию удовлетворяют клапаны напоминающие жабры рыбы.
3. Практика показала, что от длины разгонной трубы во многом зависит производительность насоса.
4. У тарана есть еще недостаток - воздух в аккумуляторе растворяется в воде и поэтому необходимо принимать меры для его восполнения.
5. Правильно выполненный насос практически не стучит. Необходимо принимать меры для смягчения ударов клапанов об ограничители.
6. Входной открытый циклон практически полностью предотвращает попадание рыбы в трубу. В не рабочем состоянии в трубах любят селиться раки, а потом вылетают из трубы. Это бывает.
7. Дефлектор на разгонном клапане повышает эффективность работы тарана даже на малых уклонах.
8. Приведенные Вами параметры абсолютно верны для классической схемы тарана, но не являются максимальными.
Добавлю, что мысль о растворении воздуха в воде даже не пришла в голову. Решить ее можно гибкой мембраной или поместив в воздушный аккумулятор надутый большой мяч.
Гидроэнергетика,Альтернативная энергия,ГЭС
А вот что думают на offtopru по поводу гидротарана в стоячей водеSpoilerTarget">Спойлер
Пожалуй я постараюсь объяснить логику работы гидротарана Марухина и Кутьенкова. Только прошу без лишних телодвижений.
Итак на дне водоема лежит труба. На одном конце клапан, открывающийся вовнутрь, а второй конец замурован. Как известно в любой трубе можно создать стоячую волну. Вот в такой трубе и создается стоячая волна, в результате чего в объеме трубы на давление воды на глубине H, накладывается колеблющееся давление с амплитудой +/-H.
Но без устройства для отбора воды (колпака с воздухом) стоячая волна быстро затухнет. Колпак с водой и с обязательным воздушным пузырем подсоединяют к основной трубе в точке, где есть пучность втоячей волны. Тогда при достижении давления в этом участке выше определенной величины, небольшая порция воды поступает в этот колпак, воздух в колпаке в этот момент сжимается (без воздушного пузыря ни один гидротаран работать не будет), так как повышение давления носит локальный характер, но по снижению давления клапан (а это диод) срабатывает и вода остается под колпаком, откуда она под действием давления воздуха в колпаке через выводную трубку и турбину вновь поступает в водоем (успев выработать электроэнергию), но уже в другом месте. В результате уровень воды в водоеме, а тем более море, океане остается неизменным.
Но раз вода из основной трубы ушла, то ее восполняет водоем через торцевой клапан (есть соображения, что при определенной раскрутке схемы можно обойтись без этого клапана, так как стоячая волна в таком открытом торце сформирует не узел, а пучность, но тогда нужно думать, как организовать первоначальный "загон" воды в трубу) в основной трубе, это обеспечивается более высоким в этот момент давлением воды в водоеме по сравнению с давлением в трубе. Это обеспечивает приток энергии к стоячей волне основной трубы. Колебания давления в этой стоячей волне достигают очеь больших величин, если измерять в метрах водного столба, то от нуля до 2H. Поэтому фонтанчик бъет на высоту H над уровнем воды в водоеме (см. материал PanEgor"а). Поэтому толщина трубы должна бюыть большой, иначе разорвет.
Но процесс протекает так, что сразу и не поймешь. Но именно через такие релаксационные колебания гравитация позволяет нам возбудить поток воды и получать 500 Кватт с бандуры в 8 метров длинной. И обеспечено это мудростью и Разумом человека, который из воздуха, воды и медных труб соорудил устрйоство для организации водного потока в нужном для себя направлении.
Во всех духовых инструментах работает подобный механизм, только там потерю воздуха возмещает сам человек. Фактически в любом духовом инструменте один конец трубы закрыт, а второй открыт. Перекрывая дырочки на трубе можно создавать стоячие волны той или иной частоты. Любой духовой инструмент - это усилитель мощности.
Чтобы это проверить работу гидротарана Марухина и Кутьенкова, надо внутри трубы (вдоль) разместить тензорные датчики, но мне и без них это ясно. (