Страница 13 из 16
Техническая характеристика:
Масса пустого вездехода… 22,5 т
Масса с грузом… З6,1 т
Длина… 11,2 м
Ширина… 3,2 м
Высота… 3,3 м
Радиус поворота… 10 м
Максимальная скорость… 19 км/ч
Мощность двигателя… 340 л.с.
ПОЛИГОН
… И ни одной подвижной части
Как правило, насос сложное устройство. По существует множество насосов, которые не имеют подвижных частей и состоят только из трубок. Размером всего лишь с ладонь, такой насос способен перекачивать сотни литров жидкости в минуту или подавать ее миллиграммами. Некоторые из них постоянно находятся в нашем доме, хоть мы об этом порой и не задумываемся…
Соедините две «соломинки» для коктейлей при помощи ниток и куска гибкой проволоки. После этого изогните их так, чтобы срез одной трубочки располагался по оси другой (рис. 1).
Поставьте их в стакан с водой и подуйте. Вода начнет подниматься по вертикальной трубочке, переливаться через край, и ее капли подхватит поток воздуха. Что заставляет ее подниматься?
Предположим, воздух заходит в вертикальную трубочку, как-то захватывает воду и тянет ее вверх. Проверим это предположение. Если оно верно, то, вытащив вертикальную трубочку из воды и подув, мы заметим, что из нее вытекает струя воздуха. А чтобы наш эксперимент был точнее, используем горящую свечу.
Если из трубочки вытекает хоть самая слабая струйка воздуха, пламя непременно отклонится в сторону.
Проделаем этот несложный эксперимент и… Пламя свечи не отклоняется, наоборот, оно втягивается в трубочку. Так в чем же причина поднятия воды?
Любой поток (струя) всегда «выбирают» направление своего движения от области, где давление больше, туда, где оно меньше. Поскольку в трубочку втекает воздух из комнаты, имеющий атмосферное давление, значит, в трубочке оно ниже атмосферного.
Вспомним одно из следствий закона Бернулли. Чем больше скорость потока, тем ниже в нем давление. Поэтому давление у находящегося в потоке среза вертикальной трубочки ниже атмосферного. И потому в нижний ее конец втягивается воздух и «вдавливается» атмосферным давлением вода из стакана.
А теперь — о практическом применении этого устройства. Если его немножечко отрегулировать: горизонтальную трубку сдвинуть чуть-чуть назад, а срез ее немного поднять или опустить, то достаточно легкого дуновения, чтобы образовалось облачко мельчайших капель. На этом основан пульверизатор, применяемый в парикмахерской для распыления одеколона. Но работает он не только там. Пульверизатор способен превращать в облачко капель не только воду, но и любую жидкость, будь то краска или удобрение. Карбюратор автомобиля — это тоже пульверизатор, распыляющий бензин. Краска, распыленная пульверизатором, ложится на изделие идеально ровным блестящим слоем.
Можете проверить, сделав пульверизатор посолиднее (рис. 2). Он надевается на горлышко бутылки.
Давление, создаваемое насосом, переменно, и поверхность будет окрашиваться пятнами. Поэтому насос следует соединить с пульверизатором через емкость объемом 2–3 литра. Тогда поток воздуха, поступающего в пульверизатор, станет равномерным и пятен не будет.
Сегодня многие для защиты от вредителей применяют в своих садах ядохимикаты. За последние года химики приложили много сил, чтобы сделать их как можно менее вредными для человека. И все же лучше, чтобы их в вашем саду было поменьше. Для этого, прежде всего, их следует не выливать на растения струями, а распылять. Так расход ядохимикатов будет меньше, а эффект — больше. В обычных садовых приборах распыление происходит за счет непосредственного разбиения потока жидкости.
Это позволяет заметно упростить распылитель, но даваемые им капли все же достаточно велики. Растение опрыскивается неравномерно, часть вещества стекает с листьев на землю. Однако с уменьшением размеров капель они садятся на растение полностью, а активность ядохимиката возрастает. (Происходит это за счет действия поверхностной энергии капель, а суммарная поверхность капель при уменьшении их размеров, как известно, увеличивается.) Пульверизатор же способен распылять жидкость до капель предельно малых размеров — аэрозолей.
Опыты показали, что в этом случае расход ядохимикатов сокращается в десятки раз. Садовый распылитель на основе пульверизатора изображен на рисунке 3.
Получается устройство более сложное, чем обычный жидкостный распылитель, но через эту сложность стоит переступить. Здоровье ведь дороже!
Вот еще о распылении. Запатентован пульверизатор, распыляющий… расплавленный металл. Его капелькам дают остыть и получают тончайший порошок.
Вспомните, при первой пробе пульверизатора мы получали крупные капли, уносимые струей воздуха, и лишь потом настроили прибор на тонкое распыление. Однако это нужно далеко не всегда. Если далее на пути капель поставить сужающийся конус, то они сольются в струю. Ее скорость и давление могут быть достаточно велики. На этом принципе делают насосы для перекачивания жидкостей.
В 1858 г. французским инженером Анри Жиффаром был создан инжектор — насос, подающий в паровой котел свежую воду при помощи струи пара (рис. 4).
Вот как он работал. Струя пара, вытекая из сопла, засасывала воду, захватывала ее и с большой скоростью бросала в сужающийся конический раструб. Здесь пар смешивался с водой, сам превращался в воду, а вода от этого заметно подогревалась. Весь этот поток врывался в котел. Любопытно, что давление воды, покидающей инжектор Жиффара, может быть в десятки раз выше, чем давление поступающего в него пара. В наше время инжекторы такого типа применяются для подачи топлива в двигатели ракет.
Итак, струя газа может успешно перекачивать жидкость. Но возможно и обратное. На любой пожарной машине имеется дымосос. Он присоединяется к широкому брезентовому рукаву, подведенному к задымленному помещению. Сам дымосос: (рис. 5) — это труба переменного сечения, в начале которой установлено сопло, разбрызгивающее воду.
Струи воды смешиваются с воздухом и гонят его к выходу. Так дым отсасывается из помещения, и пожарники получают возможность нормально работать. Такое устройство первоначально применялось для вентиляции шахт. Изобрели его в XIX веке англичане братья Кертинг.
В нашем эксперименте со свечкой пульверизатор засасывал воздух. Это явление используется в горелке газовой плиты. Струя газа захватывает воздух, смешивается с ним и поступает в зону горения.
Но почему газ горит именно в конце горелки? Все дело в площади поперечного сечения канала, по которому движется газовоздушная смесь, и скорости распространения пламени. В начале площадь велика, а скорость движения смеси мала. Но горелка накрыта крышкой. Она оставляет для движения газовоздушной смеси лишь несколько отверстий. Суммарная площадь их сечения мала. Благодаря этому здесь и немного далее, скорость смеси возрастает и становится больше, чем скорость распространения пламени. Но после выхода из горелки скорость смеси начинает вновь уменьшаться и где-то становится равна скорости пламени. Здесь-то и начинается его спокойное устойчивое горение. Изобрел такую горелку с газоструйным инжектором великий немецкий химик XIX века Г.X.Бунзен.