Miért víz van a víztoronyban?

#161

Ez legalább egy konkrétum. Ha korábban leírod ezt az elképzelést, akkor sok időt megspórolhattunk volna.

Amit el kell simernem, ezzel a módszerrel tényleg nincs szükség dugattyúra (ilyen értelemben elég ötletes).

De sajnos van vele probléma bőven. (A leírásban az egyszerűség kedvéért a kanyarulatok közötti szakaszokat 1. csőnek (amiben víz van), 2. csőnek (amiben főleg levegő van) és 3. csőnek (amiben pentán van) fogom nevezni.)

1. A legjelentősebb probléma, hogy ezzel pont nem csökkented a viszkozitás leküzdéséhez szükséges energiát. Látszik a képen, hogy az 1. csben majdnem olyan magas a vízszint, mint a normál víztoronyban volna. Azaz itt minimális, a mozgatáshoz szükséges energiát spórolsz meg, cserébe még a pentátn is mozgatni kell a csőben, ami többlet energia. (A másik szélsőérték esetén, amikor a vízszint a csőrendszer alján van, és pentán tölti meg a cső másik szárát, valóban valamivel kisebb energia a folyadék keresztül préselése a csövön, de átlagban nem jössz ki jobban.

2. A rendszer tartalékai minimálisak. A csőhálózatban levő víz mennyisége csak annyival változhat, amennyi az 1. cső térfogata. Az elég csekély... Azaz sem pufferként nem működik (csak nagyon szűk tartományban tudja kompenzálni a betáplálás és a kivétel különbségét), sem tartalékként (ha leállnak a pumpák, nagyon gyorsan leesik a nyomás.

3. A nyomás (nagyjából) állandó szinten tartására sem jó (ami lényegében a fő funkciója lenne). Abban az állapotban, amit lerajzoltál a vízoszlop nyomásához hozzáadódik a pentán nyomása, tehát nagyon nagy lesz a nyomás. Ugyanakkor ha a vízszint lecsökken, akkor értelemszerűen a vízoszlop nyomása is csökken, miközben a 2. csőbe áramló pentán jelentős részben kompenzálja a 3. csőben levő pentán nyomását. Azaz irgalmatlanul ingadozó lesz a nyomás a csőhálózatban.

4. Hogyan biztosítod, hogy a pentán vagy a víz ne csorduljon túl a rendszerben, és így ne keveredjenek? Még a péntán esetében esetleg lehet olyan mennyiséget használni, hogy ne tudjon túlfolyni a 2. csőben (bár így minimális vízszint esetén 0 nyomást fog kifejteni), de ha a pumpák tartósan több vizet nyomnak a csőhálózatba, mint amennyi a kivétel, akkor a víz túl fog folyni, és keveredni fog a pentánnal. (Ami így már szintén túl tud folyni.) Az finoman szólva sem szerencsés...

Persze lehet, hogy valamilyen ellenőrző és szabályozó rendszert vezetsz be: úgy szabályozod a szivattyúk működését, hogy egyik sem folyhasson túl. Csak egyrészt ez elég bonyolult (és így nagyobb eséllyel meghibásodik), másrészt ha van egy ilyen rendszered, akkor igazából nincs szükség víztoronyra...

5. A két folyadékot elválasztó levegőt tartalmazó részekben nem fordulhat elő szivárgás, különben a levegő elillan, a két folyadék keveredik, és a teljes vízhálózat beszennyeződik. Általában véve egy üzemzavarnak nagyságrendekkel nagyobb lesz a káros hatása, mint egy sima víztoronynál.

6. És ezen kívül vannak a pentánnal kapcsolatos problémák, amik esetleg más folyadék használatával kompenzálhatók lennének, csak kérdés, hogy mivel (és a fentiek alapján minek):

- mérgező, tehát ha a csőhálózatba kerül, használhatatlanná teszi az egészet

- gyúlékony

- illékony: Ha nem zárod el hermetikusan, folyamatos veszteség lesz, amit kompenzálni kell (macera, költség). Ha hermetikusan lezárod a pentános tartályt, iszonyatosan ingadozó lesz a nyomás a rendszerben például a hőmérséklettől függően). (Egy hermetikus nyomáskiegyenlítő meg nem kicsit tűnik byonolultnak...)

- alacsony a forráspontja: Egy meleg nyári napon forrni fog a pentán a tartályban. Az nem annyira életbiztosítás.

Szóval egy sokkal bonyolultabb rendszered lesz, sokkal nagyobb kockázatokkal és költésgekkel, és még nem is éred el az eredeti célt. Mindezt azért, hogy az össze energia felhasználásnak talán 0,01%-át (de szerintem még sokat mondtam) kitevő energiát megspórolj.

#1

"Le se írtam a rajzon szereplő torony méreteit, de a válaszoló "tudja", hogy víztorony méretű."

Valóban, csak feltételeztem. Lehet lényegesen kisebb is. Akkor semmi tartalék nincs a rendszerben, így végképp semmi értelme. :D

"Ismételten nem vetted a fáradtságod az agyad minimális megerőltetésére."

Sajnos képtelen vagy leírni mire gondolsz, így tényleg nehéz dolgunk van. :'( (Amúgy elnézést, hogy abból indultam ki, amit rajzoltál. Elismerem tényleg hiba volt...)

Az szerencsére úgy látom nem zavar, hogy ha nagyon vastag és alacsony a cső, akkor a viszkozitásból fakadó veszteség teljesen elhanyagolható, tehát végképp semmi értelme a pentán használatának. De legalább így irgalmatlan mennyiségű pentán szükséges hozzá.

Na minegy, 6-ből legalább kettő észrevételmre tudtál valamit reagálni. Ez is meg kell becsülni... :D

Közben megprógáltam kitalálni, hogy mire gondolt az ismeretlen szerző. Ha jól értelmezem, akar lenn egy víztartályt, ami össze van kötve egy alsó pentán tartállyal (a felső részükön vannak összekötve, úgy,hogy levegő választja el a két folyadékot). Az utóbbi (légmentesen) össze van kötve egy felső pentán tartállyal. (Jobb tippem jelenelg nincs...)

Nos, így valóban lehet csökkenteni valamivel a cső ellenállásának leküzdéséhez szükséges energiát. Nagyon optimista számítással durván annyival, amennyivel akkor csökkene az ellenállása a csőnek, ha teszem azt 10 cm átmérőjű cső helyzett 14 cm-eset használnának... (És itt még azzal például nem számoltam, hogy kb. 1,5-ször magasabb folyadékoszlopot kell létrehozni a pentánból, mint a vízből, hiszen kb. 2/3- a sűrűsége a pentánnak a vízhez képest. Szóval például egy 30 méter magas víztorony helyett 45 méter magas "pentántorony" kell. Ennyivel hosszabbak a csövek, ezzel arányosan nagyobb a csőhálózat ellenállása.)

A 2. 3. pontom elismerem, ezzel nagyjából kilőhető. A 4. ugyanúgy áll, legfeljebb kicsit nagyobb a puffer. Az 5. fokozottan érvényesül, hiszen viszonylag kis méretű csövek helyett nagy méretű tartályokban kell biztosítani a szivárgásmentes vízállóságot.

Azt látom, hogy a kedves kérdező a pentánnal kapcsolatos megjegyzéseimet még csak meg sem próbálta megválaszolni.

Ahogy azt sem, hogy a legjobb esetben is teljesen elhanyagolható (rosszabb esetben nem létező) energianyeeségért cserébe miért is érné meg egy roppant bonyolult és veszélyes rendszert kiépíteni...

"Már miért lenne elhanyagolható??? A felpumpálás egy sokkal vékonyabb csőben történik meg, nem pedig magában a tartályban."

Közben azt hiszem sikerült megfejtenem, mire gondolsz. Az nem segít, hogy következetesen nem írod le...

(Az meg vicces, hogy sokadszorra sem esik le, hogy ha vastagabb csövet használsz, sokkal többet nyersz, mint ha a viszkozitást csökkented...)