На рисунке 123,a дана схема устройства шлюза, а на рисунке 123,б - схема шлюзования судов. Рассмотрите рисунки и объясните принцип действия шлюзов. Какое явление используется в работе шлюзов?

Шлюзы — это гидротехнические сооружения, которые используются для подъема или спуска судов между участками водного пути с разным уровнем воды, обычно на реках, каналах или в портах. Принцип действия шлюзов основан на использовании явления гидростатического давления и возможности контролировать уровень воды в камере шлюза.

Принцип работы шлюзов

1. Подготовка к шлюзованию: Судно входит в нижний или верхний шлюзовой бассейн (в зависимости от направления движения) и заходит в шлюзовую камеру, которая соединяет бассейны с разными уровнями воды. Когда судно находится в камере, ворота шлюза закрываются за ним, чтобы изолировать воду в камере от воды в бассейне, откуда оно пришло.

2. Уравнивание уровней воды: Чтобы судно могло подняться или спуститься до уровня воды в следующем бассейне, в камеру шлюза подают или спускают воду. Это осуществляется через специальные каналы и затворы, которые позволяют воде поступать или выходить, уравнивая уровень воды в камере и в смежном бассейне. В зависимости от направления движения судна:

   • Если судно движется вверх по течению, воду заполняют в камеру до уровня верхнего бассейна.
   • Если судно движется вниз по течению, воду выпускают из камеры до уровня нижнего бассейна.

3. Переход на следующий уровень: Когда уровень воды в камере совпадает с уровнем воды в бассейне, в который направляется судно, открываются ворота со стороны этого бассейна. Судно выходит из камеры и продолжает движение по водному пути.

Основное явление в работе шлюзов

Принцип действия шлюзов основан на гидростатическом давлении, которое возникает из-за разницы в уровне воды между верхним и нижним бассейнами. Когда ворота и затворы открываются и вода поступает или уходит, давление заставляет уровень воды в камере изменяться, уравнивая его с уровнем воды в смежном бассейне. Использование гидростатического давления позволяет регулировать уровень воды в шлюзе с минимальными усилиями и расходом энергии, что делает этот процесс эффективным для подъема и спуска судов.

Таким образом, шлюзы позволяют безопасно и плавно перемещать суда по маршрутам с изменяющимся уровнем воды, обеспечивая им доступ к участкам водного пути, которые находятся на разной высоте.