Một máy bơm dùng động cơ điện để bơm nước từ giếng sâu bằng một đầu bơm ly tâm
19/28
Một máy bơm dùng động cơ điện để bơm nước từ giếng sâu bằng một đầu bơm ly tâm. Về nguyên lý hoạt động: khi động cơ quay, cánh quạt trong đầu bơm (cánh bơm) sẽ quay rất nhanh làm nước văng ra ngoài theo hướng ly tâm. Khi nước văng ra ngoài, ở vùng không gian ngay tâm cánh bơm áp suất giảm và tạo ra môi trường chân không. Vùng chân không này sẽ hút nước từ cửa hút một cách liên tục. Giả sử động cơ điện có công suất 1 HP, đầu bơm đặt trên miệng giếng và đầu ống dây cửa hút đặt ngay mặt nước giếng, áp suất khí quyển là 101325 Pa, khối lượng riêng của nước là $1000 kg/m^3$ và lấy $g = 9,8 m/s^2$.
a. Động cơ điện quay nhằm đẩy nước từ cánh bơm ra khỏi đầu bơm theo hướng ly tâm.
b. Áp suất đáy nước giếng vào trong đầu bơm là áp suất không khí ngay cửa xả.
c. Trong điều kiện lý tưởng của bài toán, độ sâu tối đa mà máy bơm có thể hút được nước lên trên miệng giếng xấp xỉ 10,34 mét.
d. Để hút được nước ở mức sâu hơn độ sâu tối đa lên miệng giếng cần có một động cơ điện có công suất lớn hơn động cơ ban đầu.
| Phát biểu | Đúng | Sai |
a | Động cơ điện quay nhằm đẩy nước từ cánh bơm ra khỏi đầu bơm theo hướng ly tâm. | Đ |
|
b | Áp suất đẩy nước giếng vào trong đầu bơm là áp suất không khí ngay cửa xả. |
| S |
c | Trong điều kiện lý tưởng của bài toán, độ sâu tối đa mà máy bơm có thể hút được nước lên trên miệng giếng xấp xỉ 10,34 mét. | Đ |
|
d | Để hút được nước ở mức sâu hơn độ sâu tối đa lên miệng giếng cần có một động cơ điện có công suất lớn hơn động cơ ban đầu. |
| S |
a. Đúng.
b. Sai.
Áp suất khí quyển sẽ tác động vào nước dưới giếng và tạo ra áp lực đẩy nước đi vào trong đầu bơm.
c. Đúng.
Ta có phương trình: cân bằng áp suất cho hai điểm A và B phía trong và phía ngoài cửa hút ngay mặt nước.
\(p_A = p_B\)
\(\rho \cdot g \cdot h_{\max} = p_{\text{khí quyển}}\)
\(\displaystyle h_{\max} = \frac{p_{\text{khí quyển}}}{\rho g} = \frac{101325}{1000 \cdot 9{,}8} \approx 10{,}34\ \text{(m)}\)
d. Sai.
Khả năng hút nước của đầu bơm ly tâm phụ thuộc vào áp suất khí quyển (giải thích trong câu c). Do đó dù động cơ điện có mạnh hơn vẫn không thể hút được nước ở độ sâu quá giới hạn 10,34 m.