Два насоса накачивают воду в бак для полива помидоров

26 Сен 2014

Диагностические работыТЕКСТОВЫЕ ЗАДАЧИ

В Стартовой работе по математике 18 сентября 2014 года была задача, которая показалась мне довольно интересной. Давайте разберем ее решение.

Два насоса накачивают вводу в бак для полива помидоров в теплице. Когда бак полный, насосы автоматически отключаются, если же бак не полный, то насосы автоматически включаются (во время полива тоже). Полив происходит с 18-00 до 20-00 каждый день. Ниже на рисунке показан график уровня воды в баке с 17-00 по 24-00. Нарисуйте график уровня воды в баке с 17-00 по 24-00 после того, как один насос вышел из строя. Приведите обоснования и вычисления, необходимые для построения графика.

Итак, во время полива вода выливается из бака и одновременно закачивается в бак насосами. Из графика видно, что за 2 часа во время полива ( с 18.00 до 20.00 ) объем воды уменьшился на 3 кубометра, то есть вытекло 3 кубометра.

Пусть скорость вытекания воды из бака равна кубометров в час, а скорость закачивания воды одним насосом равна . На графике изображена ситуация во время работы двух насосов. Мы видим, что вытекает воды больше, чем поступает. За час поступает кубометров воды, и вытекает кубометров. Получаем уравнение:

В следующие два часа (с 20.00 до 22.00), когда полив закончился и вода перестала вытекать из бака, 2 работающих насоса закачали эти 3 кубометра в бак:

Получили второе уравнение:

Получили систему уравнений:

Из второго уравнения получаем, что . Подставим в первое уравнение значение   и получим, что .

Если один насос сломается, то во время полива вода будет вытекать со скоростью . За два часа полива (с 18.00 до 20.00) вытечет кубометра воды.

После окончания полива вода будет закачиваться в бак одним насосом и за последующие 4 часа ( с 20.00 до 24.00) бак заполнится на кубометра, то есть не полностью, и все это время насос будет работать.

Получаем такой график:

Набегавшись по огороду с ведрами, многие дачники невольно задумываются о том, чтобы приобрести подходящий бочковой насос для полива огорода из водозаборного бака, но остается важный вопрос: какой выбрать поверхностный, погружной или дренажный

овощиклумбы с цветами

Бочковой насос очень прост в установке и использованиии

Но многим до сих пор приходится с утра пораньше или вечерком побегать с лейками и ведрами. Особенно тяжело приходится тем, кто лишен центральной системы водоснабжения, да и тем, кто к ней подключен, приходится порой не легче, ведь напор в «дачный час пик» оставляет желать лучшего. Оптимальным выходом из положения станет насос для полива из бочки. Основная сложность выбора заключается в широком разнообразии видов и моделей представленных на рынке, но если разобраться с преимуществами и недостатками каждого, определится с наиболее подходящим будет просто.

Факторы влияющие на выбор насоса для забора воды из бочки

Подбирают насосную станцию, учитывая ее технические возможности: мощность, производительность, наличие фильтрационных систем. Для того чтобы подобрать оптимальный вариант нужно определить:

1. Протяженность от бочки до конца огорода.
2. Если есть перепады высоты, то сколько метров они составляют.
3. Как регулярно устройство будет использоваться и как долго.
4. Какая площадь отведена под культуры, которые нуждаются в регулярном поливе и какой способ полива необходим (капельный, дождевой, под корень).

Выбирайте насос исходя пержде всего из расчета его производительности

Расчет производительности

Исходя из общепринятого стандарта, на полив 1 м2 засаженной грядки расходуется от 3 до 5 л. воды. То есть, если площадь огорода 300 м2, то понадобится: 300×5=1500 л. воды/сутки. Насос должен прокачать необходимое количество воды за то время, которое устраивает дачника. В технических параметрах производительность насосов обозначает буква Q. В данном случае, если Q будет – 30-50 л/мин, на полив придется потратить 30-50 мин.

Расчет необходимого напора

Критерий указывает на высоту, с которой насос способен поднять воду и перенести ее к точке излития без существенных потерь в напоре. Если используется насос для полива из бочки, расположенной на одном уровне с землей можно приравнять 1 вертикальный м. к 10 горизонтальным. Чем больше будет расстояние от точки водозабора до точки слива, тем соответственно напор воды будет меньше.

Продумайте, какая мощность напора вас устроит, чтобы не возникло проблем при поливе участка

Например, бочка вкопана в землю, ее дно расположено на глубине 1,5 метра, протяженность грядки – 35 м. (35×0,1=3.5) На потери напора из-за соединений и поворотов при расчетах добавляют 20 %. Значит, 35×0,2=7 м. Эту цифру необходимо добавить к высоте подъема и протяженности: 1,5+3,5+7=12. Также рекомендуют накинуть запас – 10-15. То есть в данных условиях напор, который в техпаспорте обычно отмечен буквой Н, должен быть не менее 25-30.

Мощность мотора

Мощность насоса зависит от типа полива. Для капельного подойдут маломощные агрегаты. А для дождевания нужны более мощные, которые смогут выдержать большое давление.

Насосы для подачи воды из емкости или бочковые насосы

Предназначен такой насос для полива из бочки или из другой небольшой емкости. Он отличается легким весом, около 4 кг и устанавливается на борт. В корпус насоса встроен двигатель, а в нижней части находится водозабор. Такая конструкция позволяет быстро охлаждать мотор во время работы и увеличить тем самых время беспрерывной эксплуатации.

Насосы для подачи воды из бочки устанавливаются однократно, а затем вам нужно будет только перемещать шланг по участку

Преимущества:

• Доступная стоимость;
• Сравнительно небольшой вес и удобство в эксплуатации;
• Невысокий уровень шума.
• Дополнительно насосный агрегат может укомплектовываться автоматической регулировкой производительности, что позволяет выбрать оптимальный для полива режим.

Недостатки

• Большинство моделей имеют встроенный фильтр, и не могут использоваться для подачи неочищенной воды;
• Не используются для других целей.

Поверхностный насос

Поверхностные насосы позволяют перекачивать жидкость из любого сравнительно чистого источника. Большинство моделей относятся к среднему ценовому диапазону. Потребление мощности у таких агрегатов небольшое, а производительность достаточно высокая и хорошая ремонтопригодность.

Поверхностный насос поможет вам выкачивать воду из любого необходимого источника

Преимущества:

• Компактность и небольшой вес;
• Доступная стоимость;
• Агрегат прост в монтаже, эксплуатации и обслуживании.
• Высокая производительность;
• Надёжность и долговечность;

Недостатки:

• Высокий уровень шума;
• Чувствительность к любым примесям.

Важно! Поверхностные насосы устанавливают на ровную площадку, дополнительного крепежа они обычно не требуют.

Погружные насосы

Предназначены такие насосы для забора воды из скважин и колодцев, хотя могут использоваться и для подачи воды из бочки. Погружные насосы бывают двух типов вибрационные и центробежные.

Полив участка с помощью погружного насоса

• Вибрационные – наиболее популярный вариант, причиной этого стала его невысокая стоимость и хорошая производительность. Такие насосы потребляют немного энергии, имеют достаточно продолжительный срок эксплуатации без остановки. Но у них низкая ремонтопригодность, иногда даже при незначительной поломке легче приобрести новый агрегат, чем ремонтировать старый.
• Центробежные – отличаются повышенной производительностью, применяются для полива значительных площадей. Стоимость таких агрегатов значительно выше по сравнению с вибрационными, но это оправдано их надежностью и долговечностью. В своем большинстве они подходят для передачи воды на длинные расстояния.

Преимущества:

• Отсутствие шума;
• Хорошие эксплуатационные характеристики;
• Вибрационный насос обойдется недорого.

Схема установки погружного бочкового насоса

Недостатки:

• Сложность в обслуживании и ремонте;
• Стоимость центробежных насосов сравнительно высока.

Дренажные насосы для полива

Сразу стоит отметить, что насосная станция такого типа пригодится в хозяйстве не только для полива, это, скорее их дополнительный способ эксплуатации. Дренажные насосы предназначены для откачки загрязненной воды, они отличаются невысокими напорными характеристиками, но быстрой перекачкой больших объемов.

Насос состоит из герметичного корпуса, в который заключен двигатель и насосный узел. Корпус может быть изготовлен из нержавеющей стали или прочного пластика. Насосный узел затягивает в воду через специальное отверстие, чем он большего диаметра, тем больший размер твердых частиц способен пропустить насос. Большинство дренажных насосов снабжены поплавковым выключателем. Бывают погружные и поверхностные.

Дренажный насос

Преимущества:

• Сравнительно небольшой вес;
• Высокий уровень надежности и прочности;
• Удобство в эксплуатации;
• Возможность откачивания загрязненной воды с достаточно крупными примесями или передачи на огород растворов с органическими и минеральными удобрениями.
• Средний уровень шума.

Недостатки:

• Низкая напорность;
• Дорогостоящий ремонт и обслуживание.

Важно! Погружной, поверхностный и дренажный насосы, кроме поливочных функций могут использоваться и для других бытовых целей. Бочковой насос используется только для полива огорода.

Особенности эксплуатации поливочных насосов

Если соблюдать инструкции производителя, то насос прослужит вам не один год

• Нельзя допускать, чтобы насос работал без воды на холостом ходу.
• Некоторые насосы перед началом работ наполняют водой вручную и не забывают на зиму сливать воду.
• Во избежание перегрева, не рекомендуют перекачивать воду высокой температуры насосами с водяным охлаждением.
• Насос должен эксплуатироваться только в тех условиях, для которых он предназначен по техническим характеристикам.

Как выбрать бочковой насос: видео

Бочковые насосы для дачи: фото