Грядет день зимнего солнцестояния.
Если позволит погода и время можно проделать опыт по определению широты места при помощи только линейки.

<ЗДЕСЬ>

Зимнее солнцестояние в Москве случилось в пасмурный день ... не до астрономии
_________________________________________________________________

Простенькая задачка из жизни, но сначала небольшая история, имевшая место быть прошлым летом на даче одного из моих друзей.

Узкий специалист подобен флюсу: полнота его односторонняя. (Козьма Прутков)

Двое бывших однокурсников, по специальности - оптики, ставшие даже родственниками (один - ныне небольшой бизнесмен женился на сестре другого, ныне уже доктора наук /по этой самой оптике) находились на даче.
И приспичило им воды добыть из колодца. Не то чтоб чайку попить или супчик сварить - для этого можно и ведёрком черпануть, надо огород поливать. Колодец не маленький - 17 метров.
Доктором наук был привезён насос с хорошим выходным напором и вакуумным "засосом" и начал он его устанавливать возле колодца.
Бизнесмен "засумлевался" в работоспособности но, сформулировать и обосновать не смог.
Не "сумлевайся" сказал ему доктор-шурин - всё будет "пучком".
"Пучка" не получилось - как хотелось оно не работало - насос хорошо орошал огород из уже поднятого ведра, но из колодца отказывался ...

многоточием и закончим вводный рассказ
______________________________________

Сформулируем задачу (конкретизируем условия).
Пусть дело происходит летом на даче.
Имеется, пусть не колодец, а скважина (труба 120-150 мм) глубиной те же 17 метров.
Никаких водяных насосов нет ("Малыш" сломался :-( )
Имеется шланг достаточной длины.

Надо добыть воду!
На чашечку чая ясно можно и консервной банкой от сгущенки поднять.

V_Strannik
Выкопать рядом яму глубиной 18 метров и использовать эффект сифона :)

Выкопать рядом яму глубиной 18 метров и использовать эффект сифона :)
Ну а наверх то как поднять? Так получится из пустого в порожнее)

Радист Ирака

А никак! Если не совать шлангом туда-обратно (и выходит, то есть входит! Замечательно выходит!) , то законов физики никто не отменял. Или надо подсос ,извините, (это надо произносить голосом Йа-Йа) на 17 атмосфер, или Блёз Паскаль обосрался в своих физичесуких законах (снова Извините).

Или вот вариант - если шланга не 17 метров, а целый моток - можно загнать его местным дачникам, а за полученные бабки нанять таджиков - они банками от спущёнки польют вам огород :-)

Опустить шланг в скважину. Он, естественно, заполнится водой. Заткнуть верх шланга и вытащить его из скважины. Нижний край шланга - в емкость для сбора воды или просто на поливаемую почву. Выдернуть затычку. Вода вытечет. Повторить сие действо нужное количество раз.

Horn
молодца, конечно... но..
Цитата: Если не совать шлангом туда-обратно (и выходит, то есть входит! Замечательно выходит!)
:-)

Это первое что на ум приходит. Однако, V_Strannik отмёл такой вариант.

Вообще, если бы было инженерное решение этой проблемы, то все небоскрёбы им бы пользовались. Единственное мной известное решение- промежуточные презервуары - типа как плотина работает, по такому же принципу - используется в небоскрёбах. Давайте, изобретём дружно "вечный двигатель"...

на 17 атмосфер, или Блёз Паскаль обосрался в своих физичесуких законах (снова Извините).

А чего не 43 атмосферы? Почему именно 17 атмосфер вы как считали?
Я так думаю что чуть больше 1.7 атм.

Можно в (труба 120-150 мм) глубиной те же 17 метров. (Пологая,что это уровень воды, а скважина глубже) сунуть трубу 25мм и длинной 25м, закрыть крышкой, и дунуть компрессором в саму скважину...

Получим 140 литров воды

Радист Ирака
Извиняюсь. Вспомнил, что не 1метр глубины= 1 атмосфера, а 10 метров. Ну простите, подзабыл физику.

Всё равно, инженерно задача нерешаема. В случае, когда надо обеспечить непрерывную подачу воды. А так, дунуть-зачерпнуть, это несерьёзно

RV9WMV инженерно задача нерешаема

Даже вытеснительной системой предложенной Радистом Ирака? (был привезён насос с хорошим выходным напором и вакуумным "засосом")

У меня другой вопрос. Сколько при этом воды уйдет обратно в пласт и надолго ли "хватит" скважины?

Сколько при этом воды уйдет обратно в пласт и надолго ли "хватит" скважины?
Думаю что нисколько не уйдет. Собстно нефть так и качают. Туда воду-обратно нефть.

Радист Ирака - практически правильное решение !!!

Опытный Сколько при этом воды уйдет обратно в пласт и надолго ли "хватит" скважины?
Увы. Вопрос так и останется вопросом. Ответить на него сможет только практика (критерий истины !!!) А нефть, действительно так и качают.

История вопроса уходит в древность. Платон сказал "Природа не терпит пустоты". ... в это верили. Казалось бы, поднимая поршень в цилиндре можно вслед за поршнем и воду (жидкость) поднять на любую высоту ... но нет... к Архимеду приходят "технари" и просят объяснить почему вода не поднимается "поршневым насосом" выше скольких то стадий ( ~ 10,8 метра, когда атмосферное давление уравновешивает давление водяного столба) ... ответил или нет Архимед история умалчивает ... но для подъёма воды (и сыпучих) материалов был предложен Архимедов Винт ...

Вернулись к нашим баранам.
Надо (изолировав шланг) заткнуть горловину скважины и поднять в ней давление. ... Компрессором, автомобильным насосом (компрессором накачки шин), кастрюлей-скороваркой ... Мы же на ДАЧЕ !!!

Решение о создании избыточного давления банальное, особенно, если учесть игру слов Никаких водяных насосов нет.
Тем не менее, вполне себе существуют высокогорные родники, озёра и болота. Вопрос: почему у вершины бьёт родник, а у подножия из скважины приходится качать?

Решение о создании избыточного давления банальное,
Вот, только однокурсники - выпускники МВТУ - Доктора наук об этом не знают ... (многоточие и .. на другие ветки о том что в стране происходит ... )

почему у вершины бьёт родник, а у подножия из скважины приходится качать?

Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий

(Козьма Прутков)

И действительно! Почему у подножия горы Мангуп - Кале (Крым, Украина) воду приходится качать из сельской колонки, а на вершине (плато) вода чуть ли не фонтаном бъёт из карстового отверстия 0,4Х.0,4,м...???
...
Почему Филимоновский фонтан в 50 метрах от поверхности р. Мсты (Википедия почему то о нём не знает, придётся свои фот выкладывать) в разное время "бьёт" по разному ??? Вообще почему фонтан иногда до полуметра высотой бывает.

В 2006 году фонтан выглядел <так>

а в 2007 году фонтан выглядел <ТАК>

...
На берегу Азовского моря есть известный колодец, датируется тысячелетиями (осколок Римской империи)
До уреза солёной воды моря 40-50 метров. Глубина самого колодца около 40-а метров, уровень воды минус 20 метров. Вода в колодце пресная !!!
Почему!?
Почему!?
Почему!?
...
...

Обильный выхлоп :)

Тем не менее, это к чему: Вот, только однокурсники - выпускники МВТУ - Доктора наук об этом не знают ... (многоточие и .. на другие ветки о том что в стране происходит ... )?
Выпускников-однокурсников просветить-порадовать, приобщиться-прижаться к докторской мантии? Полагаю, они в курсе о таких делах, как избыточное давление в лабораториях, и даже в цехах, и мантию лишний раз стирать в лом... Вряд ли удивятся - банальщина. Ну а по поводу событий в стране они верещать должны, коли доктора от МВТУ, а не шарлатаны из провинции, типа меня. Вот только молчат они, однокурсники, позасовывали языки в...
Или блеснуть МВТУшными корками захотелось? Гнилое это дело, ломоносовы МВТУ не кончают.
Но случился логичный вопрос: почему и на что такая бурная реакция?
Ладно, проехали.

Вопрос по родникам и скважинам остается.

Так... Господа! Позвольте напомнить условия задачи. Цитирую V_Strannik:


Сформулируем задачу (конкретизируем условия).
Пусть дело происходит летом на даче.
Имеется, пусть не колодец, а скважина (труба 120-150 мм) глубиной те же 17 метров.
Никаких водяных насосов нет ("Малыш" сломался :-( )
Имеется шланг достаточной длины.

Надо добыть воду!
На чашечку чая ясно можно и консервной банкой от сгущенки поднять.


Я это понял так. Есть шланг, и вода на глубине 17 метров. Более ничего нет. Какие компрессоры? Вы о чём вообще?

Задача инженерно нерешаема. Если решите, запатентуйте.

А то- давайте я предложу раскрутить земной шарик с помощью ракет, и использовать силу Кориолиса :) Так можно много чего нафантазировать...

Ок, не верите мне (и Паскалю), поверьте природе. Есть такое животное, на три буквы ЕЕЕ, называется жираф. Чтобы подать ему кровь в голову, используется та же система, что и при подаче воды на 100этажное здание, то бишь- промежуточные сердца, в шее, или как они там называется. Как известно, природа за миллионы лет эволюции прошла через все возможные варианты. Кстати вопрос из рубрики загадок. Вот у нас, хомов сапиенсов, 7 позвонков. Но у жирафа шея в десятки раз длиннее, как вы думаете, сколько позвонков в шее у жирафа?

Окончательное решение головоломки - Два друга засохнут, пока мы тут решим как им попить чаю.
Ответ - Ждите дождя !!!

как вы думаете, сколько позвонков в шее у жирафа?
я думаю что 3.

Про идею со шлангом у V_Strannik ниче не выйдет. Шланг мягкий и его сдавит избыточное давление, поэтому труба.

Про вода чуть ли не фонтаном бъёт
Это самоизлив называется. На основе таких водоносных слоев, делают разные колодцы.

На берегу Азовского моря есть известный колодец, датируется тысячелетиями (осколок Римской империи)
До уреза солёной воды моря 40-50 метров. Глубина самого колодца около 40-а метров, уровень воды минус 20 метров. Вода в колодце пресная !!!

На берегу морей такое бывает, причем не обязательно 20 метров. А видел такое на берегу каспийского моря.

Почему предложенное автором решение задачи о добыче воды из скважины созданием избыточного давления в ней неверное:
1) Самое большая проблема в предложенном решении заключается в том, что если вода при атмосферном давлении находится на глубине 17 метров от поверхности, то когда через возхдух она получит избыточное давление на свою поверхность в 17 метров водяного столба (а именно столько она должна получить, чтобы выйти на поверхность) она должна будет опуститься еще ниже на 17 метров со скоростью собственной фильтрации в скважине для уравновешивания давления, т.е. на глубину 34 метров от поверхности. После того как вода выйдет ниже уровня скважины, воздух начнет образовывать воздушную пробку в водоносной среде вокруг.
2) Список технических трудностей для получения давления:
2.1. 17 метров водяного столба это 1000*9.8*17 = 166600 паскалей, или 1.62 атмосферы.
2.2. Чтобы создать такое давление закачкой воздуха необходимо в скважину мгновенно (пока воду всю не выбило из скважины) закачть 0.5 кубометра воздуха. Автомобильный насос чемпион дает максимум 100 литров в минуту, средний 20-30. Да, автомобиль то придется подогнать практический вплотную к скважине. Либо должна вместе с насосом "оказаться" на даче переноска чемпионской длины.
2.3. Сам резиновый шланг будет внутри иметь атмосферное давление (вначале процесса и на верху скважины всегда), а снаружи будут 1.62 атмосферы. И при этом должен не "сложиться" под воздействием этого давления внутрь.
2.4. Герметичную пробку затыкающую скважину сверху (но не пережимающую шланг и герметчино к нему подогнанную) будет выбивать с силой 166600*((0.15/2)^2 * Pi) / 9.8 = 300 кг.
2.5. Скороварка выдает пар, а не воздух. Он мгновенно конденсируется при нормальной температуре. Для ее "работы" помимо нагревания нужна та же вода, которую мы пытаемся добыть.
2.6. Скважина должны быть хорошего качества, чтобы быть герметичной для воздуха по всей длине. При 17 метровой длине должно быть несколько соединений.
3. Опустим небольшую игру слов, что водяной насос использовать нельзя, а комрессор можно.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Итого правильное решение: съездить за новым "Малышом", либо починить его; либо купить воду в 5л бутылке; либо попросить у соседа.

Молния
В общем то да.
2.3.Поэтому я предлагал трубу
2.4. так она у любой скважины есть. У меня пластиковая труба Скважина должны быть хорошего качества, чтобы быть герметичной для воздуха по всей длине. При 17 метровой длине должно быть несколько соединений. Я думаю что и атм 10 можно дунуть.

Естественно не реализуемо. Тут скорее вопрос теоретический.

Итого правильное решение: съездить за новым "Малышом", либо починить его...
Неправильное решение. Для скважины "малыш" не подойдет. Я пробовал его опускать в скважину 150мм. на глубину в 20 метров, по участку сильная вибрация идет. Это ужас... Для скважин надо центробежные насосы брать.

Может этим?

У деда, да и у многих, кого я тогда знал, в огородах были ручные насосы. По возможности, к ним присобачивали электропривод через редуктор. Уличный колодец отдыхал..

Вопрос: почему у вершины бьёт родник, а у подножия из скважины приходится качать?

Радист Ирака
как вы думаете, сколько позвонков в шее у жирафа?
я думаю что 3.

Вот и не угадал, дядя. Ровно столько же, как и у всех млекопитающихся. То-есть, семь.

Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое
бросание будет пустою забавою. (К. Прутков)

Обильный выхлоп :) ( (с) Сергей В)

:-) ((с) V_Strannik) ... Расшевелились однако
---------------------------------------------------

Радист Ирака
на глубину в 20 метров, по участку сильная вибрация идет. Это ужас...
Наблюдаю за скважинами от 9 до 72 метров c "малышами" - у всех нормально. Может в конкретном экземпляре насоса дело, или кольцо резиновое (упругое) на корпус надеть.

Сергей В
Вопрос: почему у вершины бьёт родник, а у подножия из скважины приходится качать?

Два разных водоносных пласта.


Древние римляне решили вопрос транспортировки воды из гор постройкой акведуков.

meteorolog

Два разных водоносных пласта.

Зима на Урале долгая, а родники бьют круглый год, высоко и обильно.

Молния
Ещё раз перечитал, все ответы. Действительно многие "красивые решения" частенько разбиваются о конкретные цифры ... (скажем <ЗДЕСЬ>) - я тоже любитель посчитать "цифферки". Глубина -17 метров задана не просто так и все приведённые Вами цифры носят вполне технический характер ( :-) Москву бороздят миллионы автомобилей и укаждого давление в колёсах более 2х атм. :-). Неоднозначно заявление, что внешнее давление начнёт выдавливать воду обратно в пласт, а не в трубу/шланг - с меньшим сопротивлением. Выход будет и туда и туда. Возможно что при таком построении системы работа должна быть циклической: подал давление - убрал давление.
Я уж и по поводу скороварки (на основании "циферок") хотел "голову пеплом" посыпать ... но не буду - и здесь есть интересный нюанс (нюансы).
В общем сам задачу придумал - сам мозги размял.
...
Вспомнилось детство. Тогда меня просто завораживала водонапорная колонка в подмосковной деревне Битца (расположенная у основания холма). Надо было сколько-то покачать и из трубы начинала вода течь, чем резче качнёшь - тем сильнее течёт... (это сейчас знаем - вниз уходит труба и жёсткая тяга-толкатель, всё остальное внизу)
... если бы было инженерное решение этой проблемы, то все небоскрёбы им бы пользовались
... Мелькнули кадры из фильма (видового о природе, горы)
... В голове что "щёлкнуло" - ... схожу-ка я в патентную библиотеку, такого я кажется нигде не видел и не слышал ...
Спасибо всем за процесс.

V_Strannik
Неоднозначно заявление, что внешнее давление начнёт выдавливать воду обратно в пласт, а не в трубу/шланг - с меньшим сопротивлением. Выход будет и туда и туда. Возможно что при таком построении системы работа должна быть циклической: подал давление - убрал давление.
Тогда продолжим. :)
Я не случайно напомнил, что нужно 0.5 кубометра воздуха, чтобы давление стало необходимым. А производительность насоса 30 литров в минуту. Т.е. для достижения необходимого давления необходимо 17 минут. А если вода за это время успеет опуститься (а для опускания на 1 метр надо всего +0.1 атм по сравнению с атмосферным), то прийдется докачивать воздух, давление снова повыситься, уровень воды еще упадет. Но тут действительно игра на скорость (скорость опускания уровня против скорости поднятия по шлангу). А также вообще игра на глубину имеющейся в скважине воды. Потому, что если уровень воды опуститься ниже донной породы, то никакое повышение давления не поможет. А еще сопротивление шланга может существенно уменьшиться за счет его коллапса при разнице давлений. Вы видели резиновый вакуумный шланг? А ведь он рассчитывается максимум на перепад 1 атм и при этом имеет весьма толстые стенки. А вы планируете простым садовым шлангом выдержать 1.6 атм.
Теперь оценим скорость опускания воды. Пусть дебет скважины 500л в час (есть скважины и с существенно большым дебетом). Это и есть скорость фильтрации воды (туда и обратно). Пусть в скважине скопилось 10 м воды (ниже уровня -17 м ), что дает 50 л воды. Это количество воды уйдет за 10 минут при внешнем давлении, у нас нет столько времени при существующих распространенных насосах. А ведь в процессе накачки уровень начнет понижаться с сразу, и чтобы достичь поверхности по шлангу, давление прийдется снова повышать со всеми последующими проблемами.
В общем очень много если. А казалось бы, насколько простая схема... Ну и в качестве решения (при таком количестве если)
преждложенное никак не катит.