Kako deluje črpalka za tekočino?

Črpalka za tekočino je sistem, ki tekočini omogoča premagovanje gravitacije. Skoraj vse črpalke imajo nekaj skupnih delov: in dovod in izstop za tekočino, način premikanja tekočine in motivacijsko silo. Čeprav se lahko notranja konstrukcija in motivacija črpalke spremenita, večina od njih deluje s postopkom, imenovanim sifoniranje. To je v bistvu težnja, da se tekočina še naprej premika, ko se začne premikati. V mnogih primerih črpalka požene tekočino, nato pa sifoniranje opravi veliko dela črpalke.

Da bi razumeli, kako deluje črpalka za tekočino, je pomembno razumeti sifoniranje. Ko se tekočina v cevi začne premikati, se bo tekočina za njo premikala skupaj z njo, tudi če to pomeni, da teče navzgor. To je posledica številnih dejavnikov, vendar večinoma temelji na razlikah v tlaku. Ko tekočina teče naprej, se odmakne od tekočine v delih cevi, ki prav tako ne tečejo. Na primer, tekočina v ravnem delu cevi bo začela teči stran od tekočine v navpičnem delu.

Ko se ta tekočina odmika, se za njo ustvari območje nizkega tlaka. Voda v navpični cevi bo imela na eni strani območje visokega tlaka, zadaj tlak tekočine in na drugi strani območje nizkega tlaka. To bo povzročilo, da se tekočina premakne naprej, takoj ko razlika tlaka premaga silo gravitacije na tekočino. Zaporedje se bo nadaljevalo za nedoločen čas in ustvarilo enakomerno tekočo tekočino, dokler tlak ostane konstanten.

V mnogih pogledih običajna črpalka za tekočino le doda dodatno motivacijo temu naravnemu procesu. Večino časa ima črpalka za tekočino štiri glavne dele. Vhodna in izstopna cev sta preprosto fiksni cevi, ki vsebujejo tekočino. Da bi sifoniranje dobro delovalo, imajo te cevi v sebi čim manj zraka. Presežek zraka bo vzdrževal cevni tlak višji, zato sifoniranje zahteva več sile za premikanje tekočine.

Druga dva dela črpalke za tekočino sta pomembnejša dela. Eden je vir energije, drugi pa način ustvarjanja dodatne sile ali preprečevanja padanja sile na hrbtno stran sistema. Ti deli se pri različnih vrstah črpalk zelo razlikujejo. Na primer, popolnoma mehanska črpalka lahko uporablja gravitacijo za vir energije in enosmerni ventil za blokiranje protitlaka. Preprosta električna črpalka bo za napajanje uporabljala elektriko; moč bo vrtela kolo v črpalki, kar poveča moč tekoče vode in omogoči učinkovitejše delovanje sifona.