Kodėl maksimalus sausai statomų siurblių siurbimo gylis yra 9 metrai? Kas lemia maksimalų siurbimo gylį?

Atmosferos slėgis lemia, kad kiekvienas visų žemėje egzistuojančių paviršių kvadratinis centimetras yra slegiamas 1.033 kg/cm2 jėga. 

Skysčio stulpo slėgis (P) apskaičiuojamas pagal šią formulę: P = g  (gravitacijos pagreitis) x p (skysčio tankis) x h (skysčio stulpo aukštis). 

Didžiausias leidžiamas įsiurbimo aukštis yra maksimalus atstumas tarp siurbiamo skysčio paviršiaus ir įsiurbimo angos vertikaliai, kuris nesukelia kavitacijos procesų.

Аtmosferos slėgį skaičiuojant reikėtų suapvalinti iki 1 kg/cm2, nors realiai jūros lygyje jis yra lygus 1.033 kg/cm2. Vandens tankis, kai vandens temperatūra siekia 20°C, lygus 1000 kg/m2, o gravitacijos pagreitis yra 9.8 m/s2. 

Pagal šią formulę matome, kad žemesnis atmosferos slėgis nulemia ir žemesnį skysčio pakilimą. Taigi, jei siurblys naudojamas aukštai virš jūros lygio esančiose vietovėse, kalnuotose gyvenvietėse, siurblio įsiurbimo aukštis mažesnis nei lygumose. Lietuvoje dėl lygaus reljefo visoje šalyje gamtinės sąlygos panašios, tad ir įsiurbimo aukštis beveik nesiskiria. 

Taip pat įsiurbimo gylis priklauso ir nuo siurbiamo skysčio tankio. Kuo jis mažesnis, tuo didesnį gylį gali pasiekti siurblys. O dirbant su tankiais skysčiais, jie siurbiami iš mažesnio gylio. Tankį didina įvairios priemaišos, pavyzdžiui smėlis, purvas ir kitos. Nors formalūs skaičiavimai rodo, kad turėtų būti įmanoma įvairius skysčius siurbti iš 10, 3  gylio, praktikoje maksimalus aukščio skysčio stulpas dažniausiai neviršija 9 metrų. 

Kodėl taip yra? Reikia turėti omenyje, kad skaičiavimai daromi idealioms sąlygoms, kurios realybėje neatkartojamos. Be to, naudojant empirines formules, neįmanoma gauti absoliučiai tikslių atsakymų. Taip pat reikia įvertinti ir nuostolius, kurie gali atsirasti tiek įsiurbimo dalyje ar siurblyje, tiek jungtyse. Tad realiomis sąlygomis nesusidaro toks pat vakuumas, koks susiformuotų idealiomis sąlygomis, tad vanduo negali pakilti aukščiau ir pasiekti daugiau nei 10 m įsiurbimo aukščio. 

Pats siurblio pavadinimas gali suklaidinti, nes išties siurbliai neįsiurbia terpės, skystis patenka į siurblį dėl susiformavusio vakuumo įleidimo dalyje (kur slėgis yra mažesnis už atmosferos slėgį). Dėl to atmosferos slėgis spaudžia vandenį ar kitą skystį ir jis teka į mažesnio slėgio zoną. 

Dar viena formulė, kuria galima pasinaudoti skaičiuojant įsiurbimo aukštį (h):

h = P / (ρ × g) – x (hidrauliniai nuostoliai metrais)

Ši formulė yra veiksminga, jei siurblys veikia esant normalioms sąlygoms, o temperatūra ne didesnė nei 30°C šilumos. Dar keletas veiksnių lemiančių įsiurbimo aukštį yra:’

• skysčio klampumas;
• vamzdyno ilgis;
• vamzdžio skersmuo;
• skysčio temperatūra.

Nuo temperatūros aukštis stipriai priklauso. Jei darbinės terpės temperatūra pasiekia 60 ° C karščio, įsiurbimo aukštis dėl padidėjusio sočiųjų garų slėgio skystyje tampa beveik dvigubai mažesnis. O oro burbuliukų galima pastebėti bet kuriame skystyje, juos labai aiškiai galime pamatyti virdami vandenį. Kuo labiau procesas artėja prie užvirimo ribos, tuo daugiau burbuliukų atsiranda ir jie didėja. Tad verdančiame vandenyje oro burbuliukų slėgis viršija atmosferos slėgį. Šis slėgis ir vadinamas prisotintų garų slėgiu. Jo padidėjimas gali sukelti skysčio virimą (net ir prie žemesnio slėgio). Jei išsiurbiamas aukštos temperatūros skystis, jis gali užvirti dar įsiurbimo dalyje. Verdančių skysčių įsiurbti negali jokie siurbliai.