Hava kaldırma pompası - Airlift pump

Bir hava ikmal pompasının şeması
Basınçlı hava ile çalışan bir hava kaldırma pompası, yoğunluğunu azaltmak için gazı sürükleyerek sıvıyı yükseltir.
1. hava beslemesi
2. sıvı beslemesi
3. hava giriş ağzı
4. hava besleme hattı
5.
hava ağzı 6. hava çıkışı
7. sıvı girişi
8. yükseltici boru
9. hava sıvı karışımı
10. pompa çıkışı
L: sıvı, genellikle atık su
LL : sıvı seviyesi
V: Kabı
G: Çakıl veya katılar.

Bir hava kaldırma pompası , düşük emme ve orta düzeyde sıvı ve sürüklenen katı tahliyesi olan bir pompadır. Pompa, sıvıya daldırılmış olan tahliye borusunun altına basınçlı hava enjekte eder. Sıkıştırılmış hava sıvı ile karışır ve hava-su karışımının etrafındaki sıvının geri kalanından daha az yoğun olmasına neden olur ve bu nedenle daha yüksek yoğunluklu çevreleyen sıvı tarafından tahliye borusundan yukarı doğru yer değiştirir. Katılar akışta sürüklenebilir ve boruya sığacak kadar küçükse, akışın geri kalanıyla birlikte daha sığ bir derinlikte veya yüzeyin üzerinde boşaltılacaktır. Hava kaldırma pompaları, su ürünleri yetiştiriciliğinde kapalı, devridaimli sistemler ve havuzlarda suyu pompalamak, sirküle etmek ve havalandırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer uygulamalar arasında tarama , sualtı arkeolojisi, kurtarma operasyonları ve bilimsel örneklerin toplanması yer alır .

Prensip

Gerekli olan tek enerji basınçlı hava ile sağlanır. Bu hava genellikle bir kompresör veya bir üfleyici tarafından sıkıştırılır . Hava, bir sıvıyı taşıyan borunun alt kısmına enjekte edilir. Tarafından kaldırma düşük olan hava, yoğunluk , sıvı, daha hızlı bir şekilde yükselir. Tarafından sıvı basıncına , sıvı hava ile aynı yönde yükselen hava akımı ve hareket alınır. İki fazlı akış fiziği sayesinde sıvının hacimsel akışının hesaplanması mümkündür .

Kullanmak

  • Airlift pompalar çoğunlukla, derin, kirli kullanılan kuyu kum hızlı olur aşındırır mekanik parçalar. (Kompresör yüzeydedir ve kuyuda herhangi bir mekanik parçaya ihtiyaç yoktur). Ancak hava ikmal kuyuları, su altında kalmaya izin vermek için su tablasından çok daha derin olmalıdır . Hava genellikle en az suyun kaldırılacağı kadar derine pompalanır. (Eğer su tablası 50 fit aşağıdaysa, hava 100 fit derinliğe pompalanmalıdır). Ayrıca bazen küçük bir kafa gerekliyse (tipik olarak yaklaşık 1 fit kafa) bir atık su arıtma tesisindeki işlemin bir parçası olarak kullanılır .
  • Bir akvaryumda bazen bir filtreye su pompalamak için bir hava kaldırma pompası kullanılır .
  • Bir kahve süzücüde , kahveyi sirküle etmek için hava kaldırma prensibi kullanılır.

mucit

İlk hava ikmal pompasının 1797'de Alman mühendis Carl Emanuel Löscher  [ de ] tarafından icat edildiği düşünülmektedir .

Avantajlar ve dezavantajlar

Avantajlar

  • Pompa çok güvenilirdir. Çok basit ilke açık bir avantajdır. Sadece sıvıdan daha yüksek basınçlı hava gereklidir.
  • Sıvı herhangi bir mekanik elemanla temas halinde değildir. Bu nedenle, ne pompa (kum suyu kuyuları için önemlidir ) ne de borudaki içerik ( denizdeki arkeolojik araştırmalar için önemlidir) aşındırılamaz .
  • Bir su havalandırıcı görevi görür ve bazı konfigürasyonlarda durgun dip suyunu (su depolarının) yüzeyine kaldırabilir.
  • Kısıtlayıcı pompa parçaları olmadığından, boru çapının %70'ine kadar katı maddeler güvenilir bir şekilde pompalanabilir.

Dezavantajları

  • Maliyet: Bazı özel durumlarda işletme maliyeti yönetilebilir olsa da, çoğu zaman basınçlı hava miktarı ve dolayısıyla gereken enerji, üretilen sıvı akışına kıyasla yüksektir.
  • Geleneksel hava ikmal pompaları çok sınırlı bir akış hızına sahiptir. Pompa açık veya kapalıdır. Basınçlı havanın hacmini değiştirerek geniş bir oransal akış kontrolü aralığı elde etmek çok zordur. Bu, havalandırıcı gibi küçük bir atık su arıtma tesisinin bazı bölümlerinde dramatik bir dezavantajdır.
  • emme sınırlıdır.
  • Bu pompalama sistemi sadece eğer uygun kafa nispeten düşüktür. Yüksek bir basma yüksekliği elde etmek isteniyorsa, geleneksel bir pompalama sistemi seçilmelidir.
  • prensip gereği hava (oksijen) sıvı içinde çözünür. Bazı durumlarda, örneğin bir atık su arıtma tesisinde anaerobik bir havzadan önce olduğu gibi, bu sorunlu olabilir.
Biorea'dan biyoreaktör CiYOU'da mikroorganizma yetiştiriciliği için basınçlı hava enjeksiyonu ile sıvının hareketi

Tasarım iyileştirmeleri

Gayzer pompasının şeması
Basınçlı hava ile çalışan geliştirilmiş bir hava ikmal pompası olan şofben pompası, yükselen kabarcıkları sıvının yerini almaya zorlayarak sıvıyı yükseltir.
50. hava beslemesi
52. hava giriş portu
58. sıvı beslemesi
60,62. hava besleme hatları
64. hava tankının üst ucu 86
66,82. hava delikleri
70. u-şekilli dirseğin üst hava girişi 74
76 hava çıkışı
84. sıvı girişi
65. yükseltici boru
88. yer değiştiren sıvı
90. pompa çıkışı
L: sıvı, genellikle atık su
LL: sıvı seviyesi
VVV: kap
G: çakıl veya katılar

"Şofben pompası" olarak adlandırılan yeni (2007) bir varyant, daha fazla emme ve daha az hava ile pompalayabilir. Ayrıca hava akışıyla orantılı olarak pompalar ve değişken kontrollü akışlar gerektiren işlemlerde kullanıma izin verir. Havayı depolamak ve onu kaldırma borusuna yapışan büyük kabarcıklar halinde salmak için düzenleyerek sıvı parçacıklarını yükseltir.

Şofben pompasına kıyasla hava kaldırma pompası (solda) (sağda)

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynaklar