С началом дачного сезона перед многими остро стоит вопрос полива участка с минимальными затратами из ближайших реки или озера.
В конце лета прошлого года попала на глаза статья: «Качать воду из реки можно и без насоса! Это сделал ещё Архимед. Хороший способ, не требующий электричества».
Ссылка на статью: https://pulse.mail.ru/article/kachat-vodu-iz-reki-mozhno-i-bez-nasosa-eto-sdelal-esche-arhimed-horoshij-sposob-ne-trebuyuschij-elektrichestva-4747607811075993301–7107741627561890124/?pulse_comment_id=6ef62a4b-1869–49a0-ac57–15b4ea5beefc.
Прочитал, но вариант мне не понравился из‑за большой энергоёмкости по изготовлению, в том числе непростое изготовление некоторых деталей. Как говорил мой математик в школе: «Математики народ ленивый, поэтому мы пойдём другим путём». Мне это выражение хорошо засело в голове. Стал вспоминать физику школьного курса. Почему-то сразу вспомнил урок про давление столба воды. Вспомнил, как в юношах добывал бензин для отцовского мотоцикла «М-72» пользуясь шлангом и своими лёгкими. Но пример хорош тем, что показывает, как при создании вакуума жидкость следует за воздухом. Похожий пример при пользовании самой обычной клизмой, где разряжённый воздух тянет за собой жидкость.
Также, как человек, много лет имевший аквариум с рыбками, могу предложить ещё один пример: собирание грязи со дна аквариума через шланг в ведро, стоящее ниже аквариума. Возможно, вам приходилось использовать ещё один интересный приём, когда берётся стеклянная трубка и вставляется в ёмкость с водой. Затем плотно закрывается верхнее отверстие, и трубка вертикально поднимается из сосуда с водой. И видим, что осталась вода практически на высоте высоты воды в ёмкости. Чуть меньше для создания вакуума в воздухе.
Этим примером пользуются люди, отбирающие электролит из аккумуляторов. То есть физика — великое дело. Немного подумав, мне кажется, я придумал, как на основе давления столба воды и её массы в шланге сделать бесшумный вариант подачи воды на огород с бюджетом в стоимость шланга. Хочу вынести его на суд читателей.
Схема простая: берём шланг длиной метров 20–40. Лучше длиннее с внутренним диаметром 12–20 мм. Нужны будут две пробки, чтобы затыкать шланг, или два вентиля, хорошо закреплённых на концах шланга, исключающих попадания воздуха в шланг без открытия вентиля. Хочу сразу отметить одну закономерность: чем больше внутренний диаметр, тем длиннее должен быть шланг. Длину шланга с необходимым Вам внутренним диаметром уступаю подбирать Вам самостоятельно. Недавно в магазине видел шланг в рулоне длиной 200 м по цене 3600 руб. Для огорода лишним ни один метр не будет. Я бы с ним процесс и начал. Следующая составляющая этой немудрёной конструкции будет рогатина, которая после надёжного её «втыкания» в землю на самом берегу водоёма, должна оставаться длинной над землёй 2–3м (кстати, подойдёт ветка дерева ближе к стволу растущего на самом берегу водоёма). Ну и, конечно же, нужен тот самый водоём, из которого мы будем «качать» воду.
Берег и поверхность земли относительно поверхности водоёма должен быть на небольшой высоте и в идеале должен быть ровный или с занижением относительно берега, но можно и с небольшим постепенным повышением поверхности земли вверх. Конец шланга, конечно же, необходимо оснастить сеткой, которую не сложно закрепить прямо к вентилю, Это для непопадания мусора в шланг. далее хочу описать зависимость длины шланга от остальных факторов, влияющих на неё.
Длина шланга увеличивается с высотой берега над поверхностью воды, высотой рогатины над землёй, увеличением диаметра шланга, изменение горизонтальности поверхности земли в сторону её повышения. И всеми этими переменными можно достигать лучшего результата.
Все мы знаем, что для самостоятельного стока воды нужен перепад по высоте с большей высоты к меньшей. На чём основано моё утверждение, что вода при этой конструкции потечёт сама в Ваш огород?
Рогатина на берегу высотой 2–3 метра создаст тот самый перепад по высоте для самостоятельного тока воды. Согласны? Вопрос в том, как поднять при этом воду из водоёма на высоту 3–4 метра до высоты рогатины? Здесь мы и воспользуемся законом о давлении столба воды: P= ρ *g*h, где ρ - плотность жидкости, h — высота столба жидкости, g — ускорение свободного падения. Где р= 1000 кг/куб. м или = 1000 г/куб. дм: g=9,8 м/с2 (метр / на сек. в квадрате).
Для проведения подобного мероприятия необходимо наполнить шланг водой от крана до крана, исключив полностью воздушные пузыри. Произведём некоторые расчёты. Имеем: берег высотой 1 м от поверхности воды + 3 м над поверхностью земли. Шланг с рогатины 3 м и 197 м по поверхности земли. Диаметр шланга для удобства в расчётах возьмём D внутр.= 10 мм, шланг наполнен водой и заглушен с обоих сторон. Растягиваем шланг по поверхности земли(огорода), а второй конец перебрасываем через рогатину и погружаем не глубоко в воду, см на 30–40, чтобы не поднимать со дна грязь.
Далее с обоих концов шланга убираем одновременно заглушки и… Куда потечёт вода, в водоём или в огород???
Перейдём к расчётам: давление столба воды на участке, опущенного в воду шланга высотой 4м. Сначала посчитаем объём воды, при этом диаметре на длине шланга в 1 метр. S сечения шланга равна S = π *R2 (пи х квадрат радиуса). Для нашего случая: S= 3,14 х (0,005х0.005) = 0,000025 кв.м х 3,14 = 0,0000785 кв.м. Объём 1м воды в шланге с внутренним диаметром 10 мм получается равным: V = S х h = 0,0000785 кв.м х 1 м = 0,0000785 куб. м ; 1 куб. м воды весит 1000 кг ; Р = 0,0000785 куб. м х 1000 кг = 0,0785 кг/ куб. м. Вес воды в шланге длиной 1 м и сечением 10 мм будет равен 0,0785 кг = 78,5 г (100 килопаскалей равно 1,019716 килограммов на квадратный сантиметр). Я посчитал: давление столба воды на 4-х метрах от верха рогатины примерно равно 400 г/кв.см., а на 3-х метрах — около 300 г/кв.см.
Но, похоже, не это будет играть основную роль. Рассчитаем массу воды в шланге до верха рогатины: в нашем случае это будет 4м х 78,5г/м = 314 г. Масса воды в шланге от рогатины на огород 200 м х 78,5г/м = 15 700 г. = 15,7 кг . Вода с каждой стороны рогатины будет работать как насос, увлекая за собой воду стороны противоположной. Как на ваш взгляд будет выполняться противостояние: вода со стороны водоёма не может вытечь из шланга, так как при этом за ней будет создаваться вакуум, заставляющий тащить за собой воду из шланга, лежащего на огороде. На мой взгляд более правдоподобно, что именно по той же причине вода со стороны огорода будет тащить за собой воду из 4-х метрового шланга, а она уже потащит за собой воду из водоёма.
Согласны? Нет?
На мой коммент на статью по ссылке: 2 человека меня поддержали, а 11 ответили, что вода наверх не пойдёт. Но очень часто короткие комменты даются скорее по предположениям, чем после какого-либо анализа.
Огород должен приносить радость и здоровье.
Очень хочется обсудить с кем‑либо этот вопрос и услышать размышления желающих разобраться людей. Если кто‑либо будет пробовать сделать подобную конструкцию, хочу сказать, что в любом случае Вы ничего не теряете, шланг на огороде нужен всегда. Также с возможными вопросами обращайтесь, обязательно отвечу. Мне самому очень интересны результаты, а время сейчас самое «огородное». К сожалению, сам проделать подобный опыт не могу по причине ограничения при передвижении-инвалид 2-ой группы, а так бы обязательно сделал и снял на видео.
Подписавшись, Вы будете иметь возможность прочтения других статей автора, которых нет в ленте и дополнительно мотивируете автора на написание следующих статей.
