Vides Vēstis
Viss atpūtai dabā
Dabas dati

Bioloģiski!
 

 

Attēlā redzama 1797. gadā franču mehāniķa Mongolfjē ūdens trieča konstrukcija. Labs ūdens triecis bez pieskatīšanas darbojas gadu desmitiem ilgi un ir ļoti vienkāršs, bet efektīvs mehānisms.

 
 

Izdrukāt

Par šo rakstu saņemtas 26 atsauksmes
Apskatīt atsauksmes · Pievienot atsauksmi

Kā darbojas ūdens triecis

Ojārs Balcers

Jaunais mēdz būt labi aizmirsts vecais, tāpēc pastāstīšu par gadsimtiem senu tehnoloģiju – ūdens hidrauliskajiem triečiem. Krievijā tos vēl arvien ražo rūpnieciski un ievieš pat ANO ūdensapgādes projektu ietvaros. Šopavasar pats tādu trieci redzēju darbojamies Galiņu ģimenes bioloģiskajā saimniecībā «Jānīši» Madonas rajonā. Uzparikte labi strādājot jau no Latvijas laikiem, piegādājot mājai (kas, starp citu, atrodas kalnā) ūdeni no 70 m zemāk tekoša avotiņa. Elektrību šī ierīce netērē nemaz!

Vai esat ievērojuši, ka no jumtiem krītošās ūdens piles ar laiku izveido dobumus, padziļinājumus pat tik ļoti cietās lietās kā akmens, granīts, betons vai asfalts? Fiziķi runā par enerģijas un impulsa pārnesi, kura savukārt rada ārdošo iedarbību. Taču, palielinot pilienu krišanas biežumu, veidojot ūdens strūklu, ārdošais spēks samazinās pat simtiem reižu. Šo parādību sauc par hidraulisko triecienu. Strūklas spiedienu nosaka blīvuma un strūklas ātruma kvadrāta reizinājums. Ūdens strūkla ar ātrumu 3 metri sekundē rada 9000 ņūtonu/m² lielu spiedienu. Ar to pie-tiek, lai skalotu mīkstu grunti – smiltis, mālu –, bet cietus priekšmetus ar šo strūklu noārdīt nebūs iespējams. Ūdens stihijas izzināšana ir pārsteigumu pilna, bet ūdens pazemīgais plūdums – apbrīnojami sasaistīts ar tā milzīgo spēku un vispusīgo ietekmi uz visu dzīvo.

H. K. Andersena pasakā «Sniega karaliene» Gerdas asaras, krītot uz Kaja krūtīm un iekļūstot viņa sasalušajā sirdī, to izkausēja; arī ūdens pilieniem ir apbrīnojams mehānisks spēks. Uz mirkli iztēlosimies, ka esam vidusskolā, fizikas stundā. Caurulītē, kuras rādiuss ir R, ar ātrumu v pārvietojas cilindrisks ūdens stabs. Kādā laika momentā tas atduras pret šķērsli (līdzīgu mūsu izzinātkāres dēļ zem pilieniem liktajam akmenim), un šķērslim tuvākais ārējais ūdens plāns slānis apstājas. Tas notiek priekšā pārējai ūdens masai, kura turpina kustēties. Mazliet sāpīga līdzība varbūt ir ar pirmo automašīnu ātri braucošā automašīnu plūsmā, kura, ieslēdzoties kustību aizliedzošam gaismas signālam, ļoti strauji bremzē, lai mirklī apstātos pie krustojuma, bet aizmugurē braucošās mašīnas vienmērīgi turpina kustību. Fizikas skolotājs teiks, ka ūdenī rodas triecienvilnis un triecienviļņa ātrums ir 1500 m/sek. Spiedienu starpība starp pilieniem un strūklu atbildīs ātrumu attiecībai 1500 un 3, un šajā gadījumā pilienu hidrauliskais trieciens veidos teju 500 reižu lielāku spiedienu.

Ūdens pats sevi uzceļ kalnā

Nupat aprakstītā hidrauliskā trieciena princips izmantots kādā ļoti asprātīgā un senā ierīcē – hidrauliskajā triecī. Pirmie tā patenti dažādās Eiropas valstīs parādījās jau 18. gadsimta beigās, bet mehāniķi jau 16. gadsimtā konstruēja asprātīgas ierīces, lai izsūknētu ūdeni no dziļām šahtām. Tās radīto lielo ūdens spiedienu izmanto, lai bez papildu enerģijas pievada sūknētu ūdeni lielā augstumā un attālumā. Var pat teikt, ka lejup tekošais ūdens pats sevi uzceļ kalnā.

Vienkāršots shematisks attēls, kur ilustrēts trieča darbības princips

No trauka A, kurš novietos augstumā H1, ūdens tek pa cauruli C1. Vārsts V1 laikā vienmērīgi atveras un aizveras. Kad ūdens spiediens aizver V1, uzreiz tiek apturēta ūdens plūsma visā caurulē C1, rodas hidrauliskais trieciens, un strauji palielinās spiediens pirms vārsta V1. Ūdens spiediena pieaugums izraisa kāda ūdens tilpuma plūsmu caurulē C2, un šis ūdens daudzums tiek pacelts augstumā H2. Šo ūdeni uzkrāj, piemēram, 70 m augstāk lielā, nerūsējošā, teiksim, spilgti zaļi nokrāsotā mucā jeb ūdens rezervuārā B. Spiediens samazinās, un vārsts V1 (aprīkots ar stipru atsperi) atveras; process var atkārtoties. Šo sistēmu kādreiz plaši izmantoja vietās, kur nebija elektroenerģijas, ar ko darbināt sūkņus.

Jo mazāka ūdens un dažādu tehnisku rīku mijiedarbība, jo labāk saglabājoties dzīva ūdens molekulāro agregātu struktūra. Tāpēc nevajag kautrēties un, kad vien iespējams, doties uz aku vai avotu ar spaiņiem vai ļaut pukšķēt triecim. •