Устройство обратного водяного клапана.
Достаточно важная часть насоса - обратные клапана. Самые простые из них - шариковые и мембранные. В поршне или нижней крышке просверлено отверстие с зенкованными (коническими) краями. Необходимо подобрать шарик по размеру немного больше , чем это отверстие. Плотность материала шарика должна быть больше, чем у воды, т.е. он должен тонуть в воде. В то же время, применять стальной шарик следует в крайнем случае, особенно для больших отверстий, слишком уж он тяжелый. Идеальный вариант - шарик из эбонита или тяжелого пластика, стеклянный и т.д. Можно даже взять шарик полый и наполнить его, например, чистым песком, аккуратно заделав отверстие. Что бы шарик не «убежал» от отверстия, его ограждают перильцами или крупноячеистой сеткой.
Когда давление воды под шариком выше, чем над шариком, шарик приподнимается потоком воды и вода свободно поступает в отверстие до тех пор, пока давление не сравняется. Тогда шарик опускается и обратный клапан закрывается.
Так же работает и мембранный клапан. Только в тут работает пластинка (мембрана) из толстой резины. Она прикреплена недалеко от отверстия парой заклепок или винтов и своей площадью перекрывает входное отверстие. Поток воды снизу приподнимает пластину и вода поступает свободно. Как только сила давления воды станет меньше упругих сил пластины, пластина прижимается к плоскости и перекрывает отверстие. Обратно вода уже протечь не может.
Я знала одного мастера, который достаточно ловко мастерил такие насосы из…. пенных огнетушителей ОПГ.
Атмосферное давление используют. Поршневые насосы имеют ограничения по высоте подьема воды. Вода поднимается насосом до уровня на котором уравновешивается давление атмосферного воздуха.
Если надо поднимать воду на высоту выше (порядка 9 метров) используют электрические насосы, высота подьема в которых определяется уже мощьностью мотора.
Любая тепловая машина работает по принципу кругового (циклического) процесса, т.е. возвращается в исходное состояние (рис. 5.1). Но чтобы при этом была совершена полезная работа, возврат должен быть произведен с наименьшими затратами.
Полезная работа равна разности работ расширения и сжатия, т.е. равна площади, ограниченной замкнутой кривой.
Обязательными частями тепловой машины являются нагреватель (источник энергии), холодильник, рабочее тело (газ, пар).
Зачем холодильник? Так как в тепловой машине реализуется круговой процесс, то вернуться в исходное состояние можно с меньшими затратами, если отдать часть тепла. Или если охладить пар, то его легче сжать, следовательно работа сжатия будет меньше работы расширения. Поэтому в тепловых машинах используется холодильник.

Рис. 5.3
Прямой цикл используется в тепловом двигателе – периодически действующей тепловой машине, совершающей работу за счет полученной извне теплоты. Рассмотрим схему теплового двигателя (рис. 5.3). От термостата с более высокой температурой Т1, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой Т2, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты Q2 и совершается работа A:
. (5.2.1)
Обратный цикл используется вхолодильных машинах – периодически действующих установках, в которых за счет работы внешних сил теплота переносится к телу с более высокой температурой. Принцип действия холодильной машины представлен на рисунке 5.4. Системой за цикл поглощается при низкой температуре T2 количество теплоты Q2 и отдается при более высокой температуре Т1 количество теплоты Q1 за счет работы внешних сил А.