¿Se puede hacer que el agua fluya a través de una tubería usando solo la gravedad y dando como resultado una mayor elevación al final de la tubería desde su punto de partida?

No soy un tipo de física, ¡así que sean amables con los profanos, muchachos! Tenga en cuenta: no es un problema de tipo tarea. Este es un escenario que se está considerando para su aplicación en el mundo real.

Todavía no he considerado detalles como el diámetro de la tubería en declive, el diámetro más pequeño de la tubería en la pendiente, la relación entre la distancia de declive frente a la inclinación, etc. Por favor, siéntase libre de llenar esos espacios en blanco por mí y haga suposiciones según corresponda.

Basado en mi investigación inicial de conceptos relacionados, parece que la gravedad puede, de hecho, usarse como una especie de bomba para elevar el agua de una elevación más baja a una más alta usando solo la gravedad sobre la distancia y un impulso inicial de una bomba eléctrica desde la más baja. elevación en la tubería para iniciar el proceso. ¿Estás de acuerdo con esta afirmación? Y si es así, por favor explique el proceso.

¿El siguiente escenario lograría este objetivo? Complete los espacios en blanco con los cálculos pertinentes.

Distancia de 1000 pies, declive de 10 pies uniformemente sobre esta distancia; seguido de una distancia de 100 pies, una inclinación de 20 pies uniformemente sobre esta distancia; copie la distancia completa de 1100 pies, incluidos el declive y la inclinación, y repita comenzando ahora 10 pies más arriba que la elevación original; repetir varias veces.

Preguntas:

¿Es razonable el supuesto grado de disminución? (10 pies de declive sobre 1000 pies)

¿Es razonable el supuesto grado de inclinación? (20 pies de inclinación sobre 100 pies)

¿Debería ser mayor el diámetro de la tubería sobre la distancia decreciente y menor el diámetro de la tubería sobre la pendiente y la distancia? Si es así, por favor dirección.

¿Sería razonable la tasa de flujo y la velocidad de transición del flujo desde el declive al inclinado?

¿Qué factores deben tenerse en cuenta para la fricción, el arrastre, etc. en cuanto al interior de la tubería y el material del que está hecha la tubería y su efecto en el flujo de agua?

¿Podría un sistema de cables de suspensión similar a un puente colgante minimizar la perturbación del suelo superficial, minimizar el costo de construcción y acomodar simultáneamente el peso total del sistema más el agua que fluye a través de la tubería?

Preguntas adicionales:

Siéntase libre de plantear otros temas o preguntas que no estoy considerando o enumerando aquí. Gracias de antemano por tu aportación. SD

La pregunta podría ser más adecuada para la ingeniería si el objetivo es preguntar cómo hacer algo en lugar de comprender el concepto físico que lo hace funcionar. Y hay muchos factores, incluida la comparación de la presión en los dos lugares, y si el punto es que desea obtener un poco de agua cuesta arriba o si está tratando de evitar que toda el agua vaya cuesta abajo, definitivamente hay algo impulsado por la gravedad. dispositivos que envían un poco de agua cuesta arriba dejando que mucha más vaya cuesta abajo, y algunas comunidades obtienen su agua de esa manera, pero podrías hacerlo con un molino de agua y una bomba.
Simplemente siguiendo su título, la respuesta es un rotundo "¡NO!". Pero la energía potencial del agua que fluye cuesta abajo ciertamente puede aprovecharse para enviar cualquier cosa cuesta arriba, incluida el agua, siempre que se conserve la energía. Pero aquí estamos hablando de una turbina impulsada por agua, accionando una bomba de agua. No es lo que tienes en mente, creo.

Respuestas (3)

Si mi entendimiento es correcto, espera diseñar una configuración de tubería que, una vez iniciada (mediante un impulso temporal de una bomba eléctrica), bombee agua cuesta arriba sin una entrada de energía adicional. Desafortunadamente, eso nunca funcionaría, ya que sería una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo y violaría la primera ley de la termodinámica. Si fuera posible, entonces podría sacar el flujo de agua del extremo de la tubería, usarlo para impulsar una turbina y luego generar electricidad para siempre.

Ahora, si solo espera llevar brevemente el agua a una elevación más alta de lo que comenzó, entonces es muy probable que sea posible con su sistema. En ausencia de grandes cantidades de fricción en la tubería, si comienza con ella vacía y la llena desde el extremo inferior, el agua se moverá con bastante rapidez una vez que el borde delantero haya regresado a la altura de la entrada, y el impulso del movimiento el agua probablemente impulsaría parte del agua hasta los últimos 50 pies y hacia el extremo superior. Sin embargo, inevitablemente, el flujo de agua disminuiría, se detendría e invertiría hasta que el nivel se igualara. Un sistema que hace esto repetidamente se llama bomba ram .

Una máquina de movimiento perpetuo está fuera de cuestión. No puede obtener algo por nada, pero si tiene un flujo de agua que baja de una colina, por ejemplo, en una tubería de acero, mediante el uso de una "bomba de ariete hidráulico" puede bombear un poco de agua más alto que donde está el agua entrando en la tubería de acero. Búscalo en google, mira videos en youtube.com de esto.

Los Boy Scouts construyeron una bomba de ariete hidráulico utilizando el agua que fluye cuesta abajo, en el valle, para bombear agua a un tanque de reserva en la cima de la colina para combatir incendios. Colocaron una tubería de acero larga en el lecho del arroyo, construyeron una pequeña presa en la entrada de la tubería (para mantener la tubería llena de agua) colocaron la bomba de ariete en el fondo (un par de válvulas accionadas por resorte) y una bomba mucho más pequeña tubería que sube al tanque en la cima de la colina. Cuando las válvulas accionadas por resorte estaban "sintonizadas" correctamente, el agua que bajaba de la colina aceleraba más y más rápido hasta que la velocidad superaba el resorte de la primera válvula y se cerraba de golpe, deteniendo el chorro de agua repentinamente, su impulso causaba repentinamente causa la "presión del ariete hidráulico" aumente exorbitantemente (psi muy alta). La segunda válvula (que sube al tanque de la cima de la colina) se abriría bajo esta presión y liberaría la presión colina arriba hacia el tanque. Con la presión aliviada, la mutilación (primera válvula) se abriría debido al resorte y permitiría que la corriente principal de la montaña comenzara a fluir nuevamente, hasta que su velocidad fuera lo suficientemente alta como para volver a vencer al resorte de la válvula principal y comenzar. el ciclo del ariete hidráulico para comenzar todo de nuevo.

Véalo en Wikipedia, google, youtube.... muy divertido y útil si lo necesita.

He hecho esto antes y me estoy preparando para hacerlo de nuevo. El riachuelo que pasa junto a mi casa viene cuesta arriba. No empinado pero gradualmente cuesta arriba. Mientras pasaba por una alcantarilla debajo del camino, arreglé las rocas para que el flujo se concentrara en un solo lugar. Luego usé un codo de 6" (probablemente 45 grados sería mejor que los 90 que usé pero mis resultados fueron perfectos de todos modos). Después de una longitud de tubería de 6" (que adjunté al codo) la reduje a 4". Luego, cada longitud de tubería (PVC) a partir de ahí, la reduje hasta que terminé con 1" o la mitad. Era mucha presión para que pudiera pasar la tubería por el terraplén. Luego puse un grifo de encendido/apagado en la tubería para que no estuviera constantemente encendido. Sin embargo, descubrí que los cangrejos de río pueden atascarse en la tubería, así que la próxima vez Voy a poner una pantalla o alambre de cerdo (y asegurarlo con una abrazadera de manguera enorme o algo así) para no lastimar a ningún cangrejo de río nuevamente. Trabajado como un encanto. Diviértete y buena suerte, Cathy

+1 para el uso inteligente de la energía gravitacional del flujo cuesta abajo. Desafortunadamente, el usuario no ha iniciado sesión desde el 15 de diciembre y no puede usar su esquema.