Почему самовсасывающие насосы со встроенным эжектором нельзя устанавливать на скважины глубиной более 8 м? Вопрос хоть и кажется простым и основан на элементарных законах физики, приносит много проблем в процессе подбора оборудования.
Конструкция самовсасывающих насосов – например, SCALA2, MQ, JP – предполагает наличие встроенного эжектора. Это устройство, которое позволяет насосу всасывать воду с относительно небольшой глубины.
Принцип его работы основан на законе Бернулли (закон сохранения энергии). Он показывает взаимосвязь изменения скорости потока и статического давления: чем меньше сечение трубопровода, тем выше скорость и меньше давление. В эжекторе диаметры сильно заужены, скорость движения потока высокая, а разрежение существенное, поэтому вода из источника по всасывающей трубе устремляется на рабочее колесо насоса. Таким образом насос «поднимает» воду на поверхность.
Важно помнить, что если глубина источника более 8,5 м, то самовсасывающий насос уже не сможет выполнять свои функции. Чтобы объяснить это явление, вспомним учёного Торичелли, автора концепции атмосферного давления. Он выяснил, что вектор атмосферного давления направлен строго вниз к центру Земли, а давление атмосферы составляет в среднем 10 м водяного столба. При работе самовсасывающего насоса в верхней части трубы создаётся разрежение, куда по законам физики устремляется поток жидкости – то есть, в противоположную атмосферному давлению сторону. При этом вода испытывает статическое давление равное атмосферному, и по мере увеличения силы всасывания, статическое давление будет уменьшаться. Когда сила всасывания будет равно 10 м, чисто теоретически можно получить нулевое статическое давление, в этом случае жидкость начнёт вскипать и испаряться (ведь°t кипения жидкости зависит от давления). Поэтому воды на такой высоте всасывания просто не останется, насосу нечего будет качать.
Так почему же всё-таки примерно 8,5 м, а не 10? Потому что возникают потери в трубопроводе и точка «уравнивания» атмосферного давления и силы всасывания приходится примерно на эти 8-8,5 м. Если глубина скважины больше, то лучше подобрать более производительный погружной насос.