Итак, представьте себе. Вы – капитан корабля. Поднимаетесь вверх по реке и вдруг перед вами возникает плотина. Какая-нибудь вот такая:
Вопрос: как вам преодолеть данное препятствие и подняться наверх?
Вариант с тем, чтобы разогнаться посильнее и подпрыгнуть – не предлагать :)
Конечно, образованные люди знают, что для преодоления плотин существуют специальные шлюзы. Только вот, как выясняется, далеко не каждый человек понимает принцип работы такого шлюза.
Еще меньшее количество людей догадывается, что для перекачки миллионов тонн воды в шлюзе практически не нужно тратить энергию. Шлюз может работать сам по себе, безо всяких насосов. Как такое возможно? Об этой сейчас и расскажу
Принцип работы речного шлюза
Итак, шлюз представляет из себя своеобразный закрытый водоем. С одной стороны его ограничивает сама плотина, а с другой – герметичные ворота.
Ворота могут открываться и запускать внутрь шлюза корабли.
После захода корабля внутрь шлюза, ворота закрываются и со стороны плотины открывается специальный клапан. Через него, под действием давления водохранилища, внутрь шлюза устремляется вода.
Обратите внимание, на этом этапе не требуется никакого насоса, вода бежит самотеком, причем довольно мощно. Очень быстро шлюз заполняется водой:
Т.к. шлюз и водохранилище являются сообщающимися сосудами, то уровень воды в них выравнивается сам по себе. Тут опять же не нужны никакие специальные измерения, а "перелить" воду просто невозможно.
После выравнивания уровней, в плотине открываются выпускные ворота и корабль выходит в водохранилище:
Таким образом, для подъема корабля совершенно не тратится электроэнергия. Звучит парадоксально, но корабль поднимает... гравитация Земли.
Ведь именно гравитация создает давление воды в водохранилище, именно она заставляет воду перетекать в шлюз и поднимать корабль.
Кстати говоря, спуск происходит точно так же – без затрат энергии со стороны шлюза.
Когда уровень воды выровнен, внутрь заплывает корабль:
Затем через клапан в воротах воду выпускают в реку. Уровнь воды в шлюзе падает:
В конце концов, корабль оказывается на уровне реки и идет дальше:
Итак, как мы видим, работа шлюзов практически не отнимает энергию (не считая затрат на открытие/закрытие ворот и клапанов). Теоретически, шлюз, наоборот – может вырабатывать энергию, если спускаемую воду направлять на турбину генератора.
Так что главная неприятность, которую доставляют речные шлюзы – это трата времени. Хотя, этот минус тоже стараются сгладить разными способами. Например, устраивают несколько ниток шлюзов.
Если перепад высот между рекой и водохранилищем получается слишком большой, то используют цепочку шлюзов. Каждый из них подобен ступеньке – поднимает/опускает корабль до определенного уровня, чтобы передать его следующему шлюзу
Вот такая вот это до гениальности простая штука. Элементарная физика работает человеку на руку и дает миллионы киловатт энергии в подарок :)
Если вам нравятся вот такие наглядные объяснения по географии и физике – подписывайтесь на канал "Кратко расскажу". Все тексты и рисунки на этом канале авторские. Спасибо за внимание и до связи!