Kodėl sausai statomi siurbliai negali siurbti skysčio iš daugiau nei 9 metrų gylio?

1,033 kg/cm² – būtent su tokia jėga atmosfera slegia bet kokio paviršiaus kvadratinį centimetrą, įskaitant ir mūsų kūno paviršių.

Skysčio stulpo slėgis (P) yra lygus gravitacijos pagreičio (g), skysčio tankio (ρ) ir skysčio stulpo aukščio sandaugai:

P  = g  ×  ρ  ×  h

Atmosferos slėgis jūros lygyje (P) turėtų būti laikomas lygiu 1 kg/cm2 (100 kPa)
Pastaba: iš tikrųjų slėgis yra 1.033 kg/cm²

Vandens tankis (ρ) esant 20°C temperatūrai yra 1000 kg/m3
Gravitacijos pagreitis (g) – 9,8 m/s²

Ši formulė rodo, kad kuo žemesnis atmosferos slėgis (P), tuo žemesnis skysčio pakilimas (t.y. kuo aukščiau jis yra virš jūros lygio, pavyzdžiui, kalnuose, tuo žemesnis siurblio įsiurbimo aukštis).
Iš šios formulės taip pat matyti, kad kuo mažesnis skysčio tankis, tuo iš giliau jį galima išsiurbti, ir atvirkščiai, esant didesniam tankiui, tuo įsiurbimo aukštis sumažės (iš kokio gylio galima siurbti).

Klausimas: kodėl atliekant skaičiavimus, gaunamas 10,3 m aukščio skysčio stulpas, o siurbliai gali įsiurbti tik iš 9 metrų gylio?
Atsakymas yra gana paprastas:
– pirma, skaičiavimas buvo atliktas idealiomis sąlygomis;
– antra, jokia teorija nepateikia absoliučiai tikslių verčių, nes formulės empirinės;
– ir trečia, visada yra nuostolių: įsiurbimo linijoje, siurblyje, jungtyse.

Dėl šių, aukščiau paminėtų priežasčių, įprastiniuose vandens siurbliuose neįmanoma sukurti tokio įsiurbimo vakuumo, kad vanduo pakiltų aukščiau.

Taigi, kokias išvadas galima padaryti iš viso to:
1. Siurblys neįsiurbia skysčio, o tik sukuria vakuumą jo įleidimo angoje (t.y. sumažina atmosferos slėgį įsiurbimo linijoje). Vanduo į siurblį patenka spaudžiamas atmosferos slėgio dėka.
2. Kuo didesnis skysčio tankis (pavyzdžiui, esant dideliam smėlio kiekiui), tuo mažesnis įsiurbimo aukštis.
3. Galite apskaičiuoti įsiurbimo aukštį (h), žinodami, kokį vakuumą sukuria siurblys ir skysčio tankį pagal formulę:

h = P / (ρ × g) – x 

kur P – atmosferos slėgis, ρ – skysčio tankis, g – gravitacijos pagreitis, x – hidrauliniai nuostoliai (išreikšta metrais, m).

Pastaba: formulę galima naudoti, apskaičiuojant įsiurbimo aukštį normaliomis sąlygomis ir iki + 30°C temperatūros. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad įsiurbimo aukštis (bendru atveju) priklauso nuo skysčio klampumo, vamzdyno ilgio ir skersmens bei skysčio temperatūros.

Pavyzdžiui, kai skysčio temperatūra pakyla iki + 60 ° C, įsiurbimo aukštis sumažėja beveik dvigubai. Taip yra todėl, kad padidėja sočiųjų garų slėgis skystyje. Bet kuriame skystyje visada yra oro burbuliukų. Visi esate pastebėję, kaip verdant pirmiausia atsiranda maži burbuliukai, kurie vėliau padidėja ir prasideda virimas. T.y. užvirus, oro burbuliukų slėgis tampa didesnis nei atmosferos.
Prisotintų garų slėgis ir yra slėgis burbuliukuose. Padidėjęs sočiųjų garų slėgis sukelia skysčio virimą esant žemesniam slėgiui. O siurblys tiesiog sukuria žemą atmosferos slėgį įsiurbimo linijoje.
Todėl kai skystis išsiurbiamas, esant aukštai jo temperatūrai, jis užverda įsiurbimo vamzdyne. Jokie siurbliai negali įsiurbti verdančio skysčio.

Maksimalus leistinas įsiurbimo aukštis – didžiausias vertikalus atstumas nuo skysčio paviršiaus lygio iki siurblio įsiurbimo angos, nesukeliantis kavitacijos atsiradimo.