فرض ﻛﻨﻴﺪ ﻛﻪ ﺑﺮ روی سطحی اﻳﺴﺘﺎده اﻳﺪ. وزن ﺷﻤﺎ ﺑﻪ ﺳﻄﺢ ﻧﻴﺮویی وارد میکند ﻳﺎ ﺑﻪ ﻋﺒﺎرتی ﻧﻴﺮوی ﻓﺸﺎری ﺑﻪ ﺳﻄﺢ وارد میشود. اﮔﺮ اﻧﺪازه اﻳﻦ ﻧﻴﺮوی ﻓﺸﺮﻧﺪه را ﺑﺮ ﻣﺴﺎﺣﺖ ﺳﻄﺢ ﺗﻤﺎس ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻛﻨﻴﻢ ﻓﺸﺎر وارد ﺑﺮ ﺳﻄﺢ ﺑﺪﺳﺖ ﺧﻮاﻫﺪ آﻣﺪ. واﺣﺪ آن ﻧﻴﻮﺗﻦ ﺑﺮﻣﺘﺮ ﻣﺮﺑﻊ اﺳﺖ ﻛﻪ ﭘﺎﺳﻜﺎل ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻴﺸﻮد. ﺣﺎل ﺳﺘﻮنی از ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻪ ارﺗﻔﺎع h و ﻣﺴﺎﺣﺖ ﻣﻘﻄﻊ A را در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ. ﺣﺠﻢ اﻳﻦ ﺳﺘﻮن ﻣﺎﻳﻊ V = A.h و ﺟﺮم آن  m = ρ.V ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ρ ﭼﮕﺎلی ﻣﺎﻳﻊ اﺳﺖ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺟﺮم ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ρ.A.h ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ﻧﻴﺮوی ﻓﺸﺎری وارد ﺷﺪه در ﻋﻤﻖ h ﻫﻢ اﻧﺪازه وزن ﺳﺘﻮن ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻮده و ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ρ.g.h ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ﻣﺎﻳﻌﺎت در ﺟﻮ زﻣﻴﻦ ﻣﻌﻤﻮﻻ در ﺳﻄﻮحی ﺑﺎ ﻫﻮا ﺗﻤﺎس دارﻧﺪ. ﻫﻮا در ﺳﻄﻮح ﺗﻤﺎس ﺑﻪ ﻣﺎﻳﻌﺎت ﻓﺸﺎری ﻣﻌﺎدل ﻳﻚ اﺗﻤﺴﻔﺮ وارد میکند.

ﻓﺸﺎر ﻣﺎﻳﻊ در ﺗﻤﺎمی ﻧﻘﺎطی ﻛﻪ در ﻳﻚ ﻓﺎﺻﻠﻪ از ﺳﻄﺢ آزاد ﻣﺎﻳﻊ ﻗﺮار دارﻧﺪ ﻳﻜﺴﺎن اﺳﺖ. ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﺷﻴﺸﻪ ای را در داﺧﻞ ظرفی از ﻣﺎﻳﻊ ﻗﺮار میدﻫﻴﻢ. آب ﺑﻪ اﻧﺪازه ارﺗﻔﺎع داﺧﻞ ﻇﺮف در ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺎﻻ ﺧﻮاﻫﺪ رﻓﺖ. ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﻛﻪ ﻗﺒﻼ ﻫﻢ ﮔﻔﺘﻪ ﺷﺪ ﻓﺸﺎر ﻣﺎﻳﻊ در ﺗﻤﺎمی ﻧﻘﺎطی ﻛﻪ در ﻳﻚ ﻓﺎﺻﻠﻪ از ﺳﻄﺢ آزاد ﻣﺎﻳﻊ ﻗﺮار دارﻧﺪ ﻳﻜﺴﺎن اﺳﺖ. ﭼﻮب ﭘﻨﺒﻪ ای را در اﻧﺘﻬﺎی ﻟﻮﻟﻪ ﻗﺮار داده و ﻟﻮﻟﻪ را در داﺧﻞ ﻇﺮف ﻗﺮار میدﻫﻴﻢ آرام آرام ﭼﻮب ﭘﻨﺒﻪ را ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ میکشیم آب در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ ﺷﺮوع ﺑﻪ ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻦ میکند.

ﺳﺌﻮال اﻳﻨﺠﺎﺳﺖ ﻛﻪ ﭼﻪ ﻋﺎملی ﺑﺎﻋﺚ ﺑﺎﻻرﻓﺘﻦ آب در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ ﺷﺪه و آب ﺗﺎ ﭼﻪ ارﺗﻔﺎعی ﺑﺎﻻ ﺧﻮاﻫﺪ رﻓﺖ؟ در ﺣﻘﻴﻘﺖ زﻣﺎنی ﻛﻪ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﻛﺸﻴﺪه میشود، در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ ﺧﻼ اﻳﺠﺎد میشود. یعنی ﻫﻴﺞ ﻫﻮایی در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ وﺟﻮد ﻧﺨﻮاﻫﺪ داﺷﺖ. از ﻃﺮﻓﻲ ﻫﻤﺎﻧﻄﻮرﻛﻪ ﻗﺒﻼ ﮔﻔﺘﻪ ﺷﺪ ﻓﺸﺎر ﻣﺎﻳﻊ در ﺗﻤﺎم ﻧﻘﺎط ﻛﻪ در ﻳﻚ ﻓﺎﺻﻠﻪ از ﺳﻄﺢ آزاد ﻣﺎﻳﻊ ﻗﺮار دارﻧﺪ ﻳﻜﺴﺎن اﺳﺖ. اﮔﺮ ﻟﻮﻟﻪ ﻛﺎﻣﻼ ﺻﺎف و صیقلی ﺑﺎﺷﺪ و در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﻨﮕﺎم ﻛﺸﻴﺪن ﭼﻮپ ﭘﻨﺒﻪ ﻫﻮایی وﺟﻮد ﻧﺪاﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ، ﻓﺸﺎر در ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ A ﺑﺎﻳﺪ ﻳﻚ اﺗﻤﺴﻔﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ آب در ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺎﻻ ﺧﻮاﻫﺪ رﻓﺖ ﺗﺎ ﺳﺘﻮن آب ﺑﺘﻮاﻧﺪ در ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ A ارﺗﻔﺎع ﻳﻚ اﺗﻤﺴﻔﺮ را ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻛﻨﺪ.

زﻣﺎنی ﻛﻪ ﺷﻤﺎ ﺑﺮای ﺧﻮردن ﻣﺎﻳﻌﺎت از نی اﺳﺘﻔﺎده میکنید در ﺣﻘﻴﻘﺖ از ﻫﻤﻴﻦ اﺻﻞ ﭘﻴﺮوی میکنید. یعنی ﺑﺎ ﻣﻜﻴﺪن، ﻫﻮای داﺧﻞ نی را ﺧﺎرج ﻛﺮده و در نی ﺧﻼ اﻳﺠﺎد میکنید. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻓﺸﺎر ﻫﻮای وارد ﺑﺮ ﺳﻄﺢ ﺳﻴﺎل ﺑﺎﻋﺚ ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻦ ﺳﻴﺎل در نی ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. آب ﺗﺎ ارﺗﻔﺎع ۱۰ ﻣﺘﺮ در ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺎﻻ میرود. اﮔﺮ ﺑﺘﻮان ﺑﺎ روشی ﺳﻴﺎلی را ﻛﻪ ﺗﺎ اﻳﻦ ارﺗﻔﺎع ﺑﺎﻻ آﻣﺪه از آن ﺧﺎرج ﻛﻨﻴﻢ در ﺣﻘﻴﻘﺖ ﺗﻮاﻧﺴﺘﻪ اﻳﻢ ﻛﻪ ﺑﻪ ﻳﻚ ﭘﻤﭗ رﻓﺖ و ﺑﺮگشتی دﺳﺘﺮسی ﭘﻴﺪا ﻛﻨﻴﻢ. پمپ های رﻓﺖ و ﺑﺮگشتی درﮔﺬﺷﺘﻪ ﺑﺴﻴﺎر اﺳﺘﻔﺎده میشده. ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن پمپ هایی ﻛﻪ در ﻗﺪﻳﻢ اﺳﺘﻔﺎده میشد از ﻟﻮﻟﻪ اﺳﺘﻮاﻧﻪ ای، ﭘﻴﺴﺘﻮن، دﻫﺎﻧﻪ ورودی و ﺧﺮوجی، دو درﻳﭽﻪ یکی در ﻗﺴﻤﺖ ورودی ﺳﻴﻠﻨﺪر و دﻳﮕﺮی ﺑﺮ روی ﭘﻴﺴﺘﻮن و ﻃﻨﺎب ﺑﺮای ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻛﺸﻴﺪن ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺗﺸﻜﻴﻞ میشد.

عمق مکش

درﻳﭽﻪ A در اﻧﺘﻬﺎی ﻟﻮﻟﻪ اﺳﺘﻮاﻧﻪ ای و درﻳﭽﻪ B ﺑﺮ روی ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻗﺮار دارد. ﺑﺎ ﺣﺮﻛﺖ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻫﻮای ﻣﻮﺟﻮد درﺳﻴﻠﻨﺪر از درﻳﭽﻪ B ﺧﺎرج ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. ﻫﻨﮕﺎمی ﻛﻪ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ ﻃﺮف ﺑﺎﻻ ﺣﺮﻛﺖ میکند، ﺧﻼ اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﻛﻪ ﻗﺒﻼ ﻫﻢ ﮔﻔﺘﻪ ﺷﺪ، ﺑﺎﻋﺚ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. ﺑﻌﺪ از اﻳﻨﻜﻪ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ اﻧﺘﻬﺎی ﺳﻴﻠﻨﺪر رﺳﻴﺪ، ﭘﻴﺴﺘﻮن را ﺑﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺣﺮﻛﺖ میدﻫﻴﻢ. اﻓﺰاﻳﺶ ﻓﺸﺎر وارد ﺑﺮ ﺳﻴﺎل ﺗﻮﺳﻂ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﺎﻋﺚ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﺪن درﻳﭽﻪ A و ﺑﺎز ﺷﺪن درﻳﭽﻪ B ﻣﻴﮕﺮدد. ﻣﻘﺪاری از ﺳﻴﺎل ازداﺧﻞ درﻳﭽﻪ B ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﺣﺮﻛﺖ ﻛﺮده و ﺑﺮ روی ﺳﻴﻠﻨﺪر ﻗﺮار میگیرد.

در ﻣﺮﺣﻠﻪ آﺧﺮ ﺑﺎ ﺣﺮﻛﺖ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﺳﻴﺎل از درﻳﭽﻪ A وارد ﺳﻴﻠﻨﺪر ﺷﺪه و ﺳﻴﺎل ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮ روی ﺳﻴﻠﻨﺪر از ﺷﻴﺮ ﺧﺮوجی ﺧﺎرج میشود. ﭘﻤﭗ ﻫﺎی رﻓﺖ و ﺑﺮگشتی در ﻗﺪﻳﻢ ﺑﺮ اﻳﻦ اﺳﺎس ﻋﻤﻞ میکردند. ﭘﻤﭗ ﻫﺎی رﻓﺖ و ﺑﺮگشتی ﺟﺪﻳﺪ ﻧﻴﺰ ﻋﻤﻠﻜﺮدی ﻣﺸﺎﺑﻪ ﭘﻤﭗ ﻫﺎی ﻗﺪیمی دارﻧﺪ. ﭘﻤﭗ رﻓﺖ و ﺑﺮگشتی ﺷﺎﻣﻞ ﻳﻚ ﭘﻴﺴﺘﻮن، ﺳﻴﻠﻨﺪر و ﺷﻴﺮ ورودی و ﺧﺮوجی میباشند. ﺑﺎ ﺣﺮﻛﺖ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ، ﺳﻴﺎل از Check valve ورودی وارد ﭘﻴﺴﺘﻮن میشود. زﻣﺎنی ﻛﻪ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ اﻧﺘﻬﺎی ﻣﺴﻴﺮ رﺳﻴﺪ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺣﺮﻛﺖ ﻛﺮده، ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻓﺸﺎر ﺳﻴﺎل ﺑﺎﻋﺚ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﺪن ﺷﻴﺮ ﻣﻜﺶ و ﺑﺎز ﺷﺪن check valve ﺧﺮوجی میشود. ﻫﺮ ﺳﻴﻜﻞ ﺷﺎﻣﻞ ﻳﻚ ﺣﺮﻛﺖ رﻓﺖ و ﺑﺮگشتی ﺑﻮده ﻛﻪ در رﻓﺖ ﻋﻤﻞ ﻣﻜﺶ و در ﺑﺮﮔﺸﺖ ﻋﻤﻞ discharge ﺻﻮرت میگیرد.

دیدگاهتان را بنویسید