Hävert

Wikipedia

Häverteffekten uppstår genom inverkan av lufttrycket som verkar på två fria vätskeytor och gravitationskraften på vätskan, exempelvis en vattenbehållare med en ansluten helt vattenfylld slang som mynnar på en lägre nivå än vattenytan i behållaren. Det är enbart skillnaden i höjd H mellan vätskans fria ytor som avgör hur mycket vätska som strömmar ut ur behållaren, inte höjden Z på slangens högsta punkt. Detta gäller under förutsättning att höjden Z är mindre än c:a 10 m motsvarande den vertikala vätskepelare som atmosfärstrycket kan skapa om vätskan är vatten. I praktiken kommer dock vätskepelaren att brista vid en höjd Z som är lägre än 10 m genom att vatten alltid innehåller en viss mängd luftbubblor eller inlöst luft som frigörs och expanderar när det statiska trycket i vattnet sjunker som funktion av höjden. Detta leder till att vattenpelaren i slangen brister. Med noggrant avluftat vatten bör en nivåskillnad Z på c:a 8 m kunna uppnås. Flödet ut ur slangen beräknas med utgångspunkt från Bernoullis ekvation;

[m³/s]

A = slangens tvärsnittsarea vid utloppet i [m²]

C_d = c:a 0.7-0.8 beroende på de totala strömningsförlusterna i slangen från inlopp till utlopp.

g = gravitationskonstanten = 9.81 [m/s²]

H = höjdskillnaden i [m]

Exempel:

Höjdskillnad H = 5 m. Slangens utloppsdiameter = 16 mm. Flödet blir c:a 80 [liter/min] men minskar successivt allteftersom höjdskillnaden H minskar. Strömingshastigheten i slangen uppgår till c:a 6.6 [m/s] vid flödet 80 [lit/min].

Anm.: Höjden Z i figur (1) motsvarar den maximala "sughöjd" som en centrifugalpump eller deplacementpump kan arbeta med som "suger" från en vätskeyta som utsätts för atmosfärstrycket. Se figur (2). "Sugeffekten" är i själva verket en tryckdifferenseffekt. En vätska kan aldrig uppta en dragkraft utan det är skillnaden mellan atmosfärstrycket och trycket vid pumpens inlopp som ger upphov till en strömning i sugledningen. Vätskan i "sugledningen" är hela tiden utsatt för ett positivt tryck. På samma sätt erhålls en tryckdifferenseffekt med hävertverkan när vätskepelaren i den högra vertikala delen av röret i figur (1) sätts i rörelse på grund av gravitationskraften. Då skapas en tryckskillnad i röret som leder till att vattnet börjar strömma och fylls på med nytt vatten från behållaren med hjälp av rådande lufttryck på vätskeytan i behållaren så länge det finns en höjdskillnad H. Ju större höjdskillnaden H är desto kraftigare blir häverteffekten.