親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

井戸などポンプで吸い上げれる高さに
限界があったと思いますが
何mまででしたでしょうか?

また、その理由は気圧?でしたでしょうか?
計算式をお教えください。

油田などは上記の限界を超えているように思いますが
下からの圧力がない場合はどうやって汲みあげているのでしょうか?

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A 回答 (7件)

こんばんは。



吸い上げられる高さについては、#1~#3の方々のご回答の通りですね~。

補足として

油田の場合・・・油田は基本的に吸い上げません。 #1の方の書かれている通り、岩盤の圧力で勝手に噴出します。 しばらく使っていると油井内の圧力が落ちて、勝手に上がってこなくなってしまうので、その場合は高圧のガスや水蒸気を油井内に吹き込んで圧力を上げて自噴させます。

深井戸の場合・・・普通は水中ポンプを使います。 井戸の底にポンプを突っ込んでしまうのです。 吸い上げるのは難しいですが、押し上げるのなら100mでも簡単なので。 要はポンプさえ水面近くにあればいいんですよね。
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皆さんのお答えのとおり、理論的には、気圧です。


正確には、水面が大気に接している場合は、気圧です。タンクの中とか、地中深くとか、大気に接していない場合は、その中の圧力です。
ご存知とは思いますが、たとえば水は、圧縮には強いですが、引っ張りには弱く、負圧になると水蒸気が発生し簡単にこわれてしまいます。
実際には、ポンプの種類とか液体の種類、温度、それから、吸い込み管の寸法形状によって、どこまで理論値に近づくかが、かなり違います。この点は、ポンプ屋さんのデータや、液体のデータを参照する必要があります。
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#4の回答者です。



勘違いしていましたので#4は撤回します。ジェットポンプも一種の水中ポンプで、吸い上げではないです。
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物理の教科書的には9.8m以上はあがらないのですが、



実際にはもうちょい上がります。

水には質量があり、慣性が働くので、これでもうチョイは稼げます。実際吸い上げ高さが10mを超えるポンプはたくさんあります。

要は地下水面のさらに下まで、長いパイプを突っ込んで、最初に、吸い上げる管の中を水で満たしておくのです。それで勢いよく引張ってやる。10mを超える分はその長いパイプの中で速度の上がった水の慣性で引っ張り上げるんだと思えばよい。こうすればあとは摩擦抵抗とポンプのパワー次第です。(ま、それにしても限界はありますが)。物理学の教科書的に考えると水面から10mのところで真空になり水が沸騰してしまいそうですが、現実はそうはならないのです。

ということで、気圧だけでは判断できません。いくらでもパワーをかけられるなら、次は速度で圧力が落ちた場合の水の沸点の話になるように思いますが、現実問題そこまで考えても仕方ないですよね。

リンク先の製品だと、30mは簡単、最大150mあがるそうです。これはさすがにびっくりですが。

http://www.rainworld.jp/idopump/deepwell/
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 ポンプで吸い上げる場合は、他の方が云われているように10m程度が限界です。


 ただし、押し上げる場合はもっと高いです。
 そうじゃないと、高層ビルでは水が使えなくなります。高架水槽がある場合でも、その水槽まではポンプであげています。
 ただし、現在は高架水槽はほとんど使っていません。階下の受水槽から直接ポンプ給水する方式が主流ですね。超高層ビルの場合は、途中に加圧ポンプを入れていると思いますが。
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理由は気圧です。

ポンプで吸い上げるということはパイプの中を真空にしてやるということと同義と考えていいでしょう。従って大気の圧力に押されてあがる高さまでしかあがりません。温度や気圧によって変化しますが凡そ10M程度でしょう。

一般に使用されている井戸ポンプなどではそれ以上の揚程を持つものも多くありますが、これらはジェットポンプと呼ばれるもので、吸い上げるのではなく井戸上部に置かれたポンプで水流を作り、井戸水面下にあるノズルから上に向けて噴出し下から押し上げて揚水しています。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
ジェットポンプの仕組みがわかるサイトはあるでしょうか?

補足日時:2005/08/21 21:46
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水の場合には大気圧に相当する水中の高さというのが、吸い上げる限界になります。

温度によって若干変化するでしょうが、具体的には10メートルほどです。
ちなみに、水よりも密度の大きいものでは、その高さは低くなります。たとえば、水銀では76cmです。

油田の場合には、大気圧だけではなく、まわりの岩盤などからの圧力や、内部にたまった天然ガスなどの圧力もありますので、吸い上げなくても噴出することも多くあります。

この回答への補足

早速のご回答ありがとうございます。

10mほどですよね
でも100m前後の井戸もたくさんありますが
どうして汲みあげることが出来るのでしょうか?

補足日時:2005/08/21 21:31
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Q水のポンプの吸い込み高さについて

水の吸込み高さはポンプの能力に関係なく限界値は10mですよね?

<調べた計算式>
1気圧=1013.25hPa=101.325kPa
 重力加速度:9.80619920m2/s
 101.325/9.80619920=10.33274m

質問(1)
なんとなくポンプの能力の大小で吸込み高さは変わってくる気がする。
大きければ大きいほど吸込めませんか?(10m以上でも)
質問(2)
吸込み高さと1気圧、重力加速度がどう関係するのかが理解できませんので教えてください。

Aベストアンサー

ポンプで水を吸い上げる時、高さの差がある値以上になると吸い上げることが出来なくなるというのは早くから知られていたことです。多分ガリレオの時代からでしょう。問題になった場面は鉱山でのわき水のくみ上げです。トリチェリーの真空で有名なトリチェリーはガリレオの弟子です。トリチェリーがあの実験をやってみようというきっかけにもなっていると思います。
1mほどの片方が閉じているガラス管を横にして水銀を満たします。開いている方を下にして縦にすると液面が下がって76cmの高さのところで釣り合います。水銀の上には空間が出来ます。これが真空だというのはかなり議論を呼んだことのようです。ガラス管を斜めにするとこの空間がどんどん小さくなります。寝かしてしまうと消失しますので空気のような気体が入っているものではないというのは示すことが出来ます。高さの差が76cmですから斜めにするとガラス管に沿っての水銀の長さは長くなります。

この実験はご存知ですか。

水銀の気圧計も血圧測定の圧力計もみな同じ考えを使っています。

水の場合も長いホースに水を満たして持ち上げていくと同じような実験が出来ます。でも実際はなかなか難しいようです。古い本ですが岩波かがくの本のシリーズ(板倉聖宣著)に実験がのっていました。透明なビニールホースを川に沈めてから欄干に引き上げるということをやっています。気密性を確保するのが難しかったようです。水の重さもかなりになりますので欄干に引き上げるのも大変です。断面積が5cm^2だとすると50kgほどになりますから。

水銀の密度が水の密度の13.6倍であるということが76cmと10mの違いです。

10m以上ある時は吸い上げポンプでは駄目ですが押し出しポンプでは可能です。川の水を堤防の上にくみ上げたいときはポンプを水面近くに持っていきます。
ポンプの能力が大きくなると一度に吸い込む水の量が大きくなります。

>1気圧=1013.25hPa=101.325kPa
 重力加速度:9.80619920m2/s
 101.325/9.80619920=10.33274m

この数値はどこで見られたものでしょうか。物理を知らない人の書いた数字だと思います。9.8という値は日本の標準値です。その下の桁の数字は場所ごとに変化しますので普通の計算では9.8という数字を使いましょうという約束だと思って貰うといいです。物理の教科書に出てくる値です。ポンプの吸い上げ能力を理解するのには細かい数字は必要ありません。
重力の加速度の値は地球の自転の影響を受けますので緯度が高くなると大きくなります。地球の内部構造の影響も受けます。日本で9.80を越えているところは東北地方から北です。9.806という値は北海道になります。沖縄の那覇で9.791です。最後の1のところは沖縄の中でも変わります。
(場所ごとの細かい重力の違いから地殻の構造などを知ることができます。そのために比較の基準となる値が国際会議で決められています。9.80619925という数字は北緯45°での海面での基準値です。1980年のものです。細かい数字には細かい数字を使わなければいけない場面が想定されています。)

一人で勉強するときに細かい数字に引きずられると現象が見えなくなることがあります。大きな現象の意味を理解するつもりの方がいいと思います。

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ポンプで水を吸い上げる時、高さの差がある値以上になると吸い上げることが出来なくなるというのは早くから知られていたことです。多分ガリレオの時代からでしょう。問題になった場面は鉱山でのわき水のくみ上げです。トリチェリーの真空で有名なトリチェリーはガリレオの弟子です。トリチェリーがあの実験をやってみようというきっかけにもなっていると思います。
1mほどの片方が閉じているガラス管を横にして水銀を満たします。開いている方を下にして縦にすると液面が下がって76cmの高さのところで釣り...続きを読む

Q浅井戸ポンプの吸上高さについて

どのメーカーでも浅井戸ポンプの吸上高さは8mとあります。

これは、ホース内が水で満たされるため、吸引する高低差が10mで1気圧の圧力なので、
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例えば、水面から高さ6mのところにポンプを設置して、水深4mのところに吸引口を設けても、
吸い上げは可能でしょうか。

Aベストアンサー

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下の水面以下に何m分パイプが伸びていようと関係ないです。
(密閉されている井戸では吸い上げにより負圧になるので状況が違うでしょう)

> 吸引する高低差が10mで1気圧の圧力なので
その通り、水柱約10mの圧力が1気圧に相当します。
従って、常温で10m近く吸い上げようとすると「真空ポンプ」クラスの性能が必要です。
更に10m以上を「吸い上げ」ようとすると・・・約10mのところで沸騰して体積1600倍以上の水蒸気状態になってしまうため、なまなかなポンプでは「吸い上げ」処理ができません。
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まぁそんなところで大抵は最大揚程8mを定格にしている次第なのでしょう。

Q井戸ポンプで水が上がらない

浅井戸用の中古ポンプを手に入れて、自宅の井戸に自分で設置、配管しました。ポンプは、下にタンクがあり、上にモーターやら何やらがついていて、丸い筒をかぶせておくという、ホームセンターでよくあるタイプです。
ポンプは100V120Wくらいで、日立製、94年のもののようです。吸上げ高さ8m、押し上げ6mです。
ポンプから水面までは8mを超えるか超えないかで、渇水時は8m以上になると思います。今は8mくらいです。
最初は、内径16mmの塩ビパイプをつなぎ、呼び水をして何とか吸上げたり、出来なかったりでしたので、パイプを13mmにしました。こうしたら呼び水をすれば、30秒か1分くらいで、吸上げました。
蛇口を閉じれば、しばらくしてモーターも止まりますが、蛇口を開けると、タンク内の水程度が出て、その後1分くらいしたら又出始めます。たぶん、吸い込み側のパイプ内に井戸水がなく、再度吸上げなおしていると思います。
しかし、吸上げ側のパイプを外すとシューと音がしますので、内部で圧力は掛かっているようですし、専用接着剤でパイプを繋いでおり、途中での空気漏れはないと考えています。
過去の質問も拝見しましたが、自分で分解してみてもいいものでしょうか。
また、業者さんに見てもらうといくらくらいするのでしょうか。よろしくお願いします。

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配管の様子がわからないので、正確ではないかもしれませんが、多分、能力不足(くみ上げようとしている井戸にポンプが合っていない)だと思います。
「吸い上げ高さ8mの能力」ですと、配管の継手(曲がりや直線で継ぎ足す部品)の抵抗や、配管の内側を水が通る時の抵抗などがありますので、実際には、8mの深さからは十分な水はくみ上げられません。まして、中古品であれば、水をくみ上げる砲金でできた羽根車(このタイプのポンプは歯車のような形)が磨り減っていることも考えられ、表示どおりの能力が出ないこともあります。
現象を読みますと、ポンプは懸命に水をくみ上げており、なんとか少しづつ揚がっているようですが、能力が追いつかないため蛇口から継続して水が出てこない状態で、蛇口を閉じれば少しづつの水がタンクに貯まり、圧力が上がって停止していると思われます。(すなわち、ポンプとしては正常です)
浅井戸用ポンプの能力は、出力(W数)が大きくなっても、羽根車の構造上吸い上げ高さは8mです(W数が大きくなるとくみ上げる水の量が増えるだけです)。従って、今のポンプを修理しても、あるいは大きな浅井戸ポンプに取り替えても、状態はあまり変わらないと思います。
8mの井戸から十分な水をくみ上げたければ「浅深両用」のポンプを使うことをお勧めします。

配管の様子がわからないので、正確ではないかもしれませんが、多分、能力不足(くみ上げようとしている井戸にポンプが合っていない)だと思います。
「吸い上げ高さ8mの能力」ですと、配管の継手(曲がりや直線で継ぎ足す部品)の抵抗や、配管の内側を水が通る時の抵抗などがありますので、実際には、8mの深さからは十分な水はくみ上げられません。まして、中古品であれば、水をくみ上げる砲金でできた羽根車(このタイプのポンプは歯車のような形)が磨り減っていることも考えられ、表示どおりの能力が出な...続きを読む

Qポンプの圧力が知りたいです。

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Aベストアンサー

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Q水の吸い上げの限界

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でも具体的な計算方法がわかりません。
推測で書いてみますが合っているか判らないので
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でいいのでしょうか?

又、比重0.8の油の場合
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Aベストアンサー

 #1です。追記します。

 ヘクトパスカルでも計算できますね。その場合は、質問者さんの方法で間違っていません。
 ただ、数値が少し違うようで・・・

 1気圧=1013.25hPa=101.325kPa
 重力加速度:9.80619920m2/s

 101.325/9.80619920=10.33274m

 油の場合は、

 101.325/(9.8061992×0.8)12.91519m

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%82%B9%E3%82%AB%E3%83%AB_(%E5%8D%98%E4%BD%8D),http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%

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水蒸気圧は0.00Paとする。

この問題の計算式がわかりません。
わかる方回答お願いします。

Aベストアンサー

大気圧=101.3kPa は変換すると
=101.3 kN/m^2 (1Pa = 1N/m^2より)
=101.3*1000 kg/(m*s^2) (1N = 1kg*m/s^2)
となります。
*k:キロ、N:ニュートン,m:メートル,s:秒,g:グラム

大気圧からはこれだけの力がかかっています。

一方、吸い上げた水ですが、密度*重力加速度*高さ で
力がかかります。

吸い上げるとき、初めは水の高さが低く大気圧より水の力が
弱いのですが、高くなると両者の力が等しくなり、その
高さが水を引き上げる高さの限界となります。

つまり 大気圧101.3*1000 kg/(m*s^2) と
水の密度(1000 kg/m^3:単位をそろえる為に変換しました)
*重力加速度(9.80 m/s^2)*高さx(m) が同じになれば良いのです。

101.3*1000 (kg/(m*s^2)) = 1000 (kg/m^3) * 9.80 (m/s^2) * x (m)
を解くと
x (m) = 10.33 (m)
となります。

つまり、10.33メートルが限界の高さです。

大気圧=101.3kPa は変換すると
=101.3 kN/m^2 (1Pa = 1N/m^2より)
=101.3*1000 kg/(m*s^2) (1N = 1kg*m/s^2)
となります。
*k:キロ、N:ニュートン,m:メートル,s:秒,g:グラム

大気圧からはこれだけの力がかかっています。

一方、吸い上げた水ですが、密度*重力加速度*高さ で
力がかかります。

吸い上げるとき、初めは水の高さが低く大気圧より水の力が
弱いのですが、高くなると両者の力が等しくなり、その
高さが水を引き上げる高さの限界となります。

つまり 大気圧101.3*1000 kg/(m*s^2) と
水の密度(...続きを読む

Q低い位置の水を高い位置に移動させる方法

家の庭には排水口がないので、庭のバケツにある水を台所の流しに排水できる方法を探しています。庭と流し台の高低差はざっと見積もって1mちょいです。

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サイフォンは高いところを経由してより低いところへ送れます が 決して高いところへは送れません

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hp

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井戸ポンプが壊れたので新しくしました。既設のポンプの型式を調べると浅井戸式でした。配管をそのまま使えるので同じ機種にしようかとも思いましたが、音がうるさかったので配管のエンビ管経が同じ日立製のポンプにしました。ついでなので、砂取器も付けたのですが、砂取器の大きさのためポンプ入水までの管をカギ状に屈曲してつなぎました。試運転したらすぐに水がでたのですが、出始めて数分すると一時出なくなり、そのまま待つと勢い良く出てその後は止まる様子もなく出続けます。
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Aベストアンサー

No.2です

エアの吸い込みが一番可能性高いですが、井戸から水上げ出来ないくらいエアを吸っている(水があがらない)わけではないみたいですので接続部などの微妙な隙間などが可能性高いと思われます。(希に接続部など締め込み過ぎでひび割れなどある場合もあります)

一旦安定したあとどのくらいの時間で症状が出るのか(安定後止水して10分後に出せば問題無いなど)1週間使用していない間に吸水管内部にエアが入り水が落ちてしまう物と思われます。

とりあえず塩ビ管接続かと思われますが、接続時につけた接着剤やシールテープなどがポンプ本体の逆止弁に引っかかっている可能性もあります。吸水接続口の上に3本のネジで外れる蓋がありその中に逆止弁があります。(黒いホースが繋がっています)その弁がきちんと作動しているか。ゴミなどがないか。説明書に従い確認してみるのが良いでしょう。

正常であれば軽く動かした程度では動かないです。(蛇口のツリコマのような形していますが、水の落ちる力で吸い付いています)

弁が正常であれば配管の接続を再度確認。
砂とり器が緩いとの事ですのでその部分が疑わしいかもしれません。
ネジ部はシールテープでしょうか?液体のシール材を併用するのも良いです。

確認は配管が先で逆止弁があとでも良いかもしれません。(むしろそのほうが良いかも)新品ですのであまり不具合はないでしょう。

どうしても分からない場合は素直に業者に依頼するのも良いでしょう。

No.2です

エアの吸い込みが一番可能性高いですが、井戸から水上げ出来ないくらいエアを吸っている(水があがらない)わけではないみたいですので接続部などの微妙な隙間などが可能性高いと思われます。(希に接続部など締め込み過ぎでひび割れなどある場合もあります)

一旦安定したあとどのくらいの時間で症状が出るのか(安定後止水して10分後に出せば問題無いなど)1週間使用していない間に吸水管内部にエアが入り水が落ちてしまう物と思われます。

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