[实用新型]水力扬水机

说明书

一种提水排水装置，属于泵类机械。

已有的各种水泵需要用电或用油，不适应缺电少油的边远山区。使用某些人力提水机械，劳动强度大，易疲劳。

本实用新型的目的是提供一种边远山区适用的利用水位能提水的水力扬水机，做到节能省力。

本实用新型的工作原理如下：利用水电设施引水管中经常发生的有破坏作用的管道非恒定流，即水击现象，化害为利，将大量水的位能形成的冲击能转换成小部分水的动能，使小部分水扬到更高的高度。

什么叫水击现象呢？水力学教材中是这样介绍的：具有一定位能的水在不泄漏空气的管道中以稳定的流量和速度流动时，则管道内所受的介质压强则为水源头的位能，称为管道恒定流状态。当某种原因，例如阀门瞬间关闭或开启，将使水流在管道中的流速和流量发生突然变化，破环恒定流状态，使水流在管道中产生扰动并迅速形成波。这种波以板快的速度传插到变化点并在该处产生一个很大的压强。这个压强变化迅速，且幅度大，易于引起管道变形，甚致破坏。这种管中压强急剧升降的波动现象，称为管道非恒定流。由于管中压强波动伴有锤击般的声响和振动，所以又称为水击现象。

水击波的速度：水击波的传插速度是非常快的，按牛顿关于弹性压力波无边界连续介质中的传插速度的理论推出：速度为1435米/秒。

当考虑到水的压缩性和管壁的弹性变形时，钢质的薄壁管的水击波速度为： C = 1435 1 + KD Et ]]>式中：D-管道内径(米)

  T-管壁厚度(米)

  K-水的弹性系数(牛顿/米²)

  E-管道的弹性系数(牛顿/米²)

  查表可得到常用管材的E值和值。举例：设引水钢管内径为0.1米，壁厚0.006米，查表得值为0.01，则管内水击波速度为：直接水击压强的计算：公式为： ΔH = - C g ]]>(V-V_o)式中：ΔH-水击压强(米)

  C-水击波传播速度(米/秒)

  V-阀门开或闭终了管内流速(米/秒)

  V_o-管内初始流速(米/秒)

  g-重力加速度(9.8米/秒²)

当阀门关闭时，流速减小，V＜V_o，则ΔH为正值，即水击波使管中压强升高。当阀门开启时，流速V＞V_o，则ΔH为负值，即水击波使管中压强减少。

假设水源高度5米，它在内径0.1米钢管内流速为V_o=0.5米/秒，则当阀门突然关闭即V=0时，水击压强 ΔH = - c g ( V - V o ) ]]> = - 1328 9.8 ( 0 + 0.5 ) ]]>=68(米)