Una bomba de transporte aéreo es una bomba que tiene baja succión y descarga moderada de líquidos y sólidos arrastrados. La bomba inyecta aire comprimido en la parte inferior de la tubería de descarga que está sumergida en el líquido. El aire comprimido se mezcla con el líquido provocando que la mezcla aire-agua sea menos densa que el resto del líquido a su alrededor y por lo tanto es desplazada hacia arriba a través de la tubería de descarga por el líquido circundante de mayor densidad. Los sólidos pueden ser arrastrados en el flujo y si son lo suficientemente pequeños para pasar por la tubería, se descargarán con el resto del flujo a una profundidad menor o por encima de la superficie. Las bombas de transporte aéreo se utilizan ampliamente en la acuicultura para bombear, hacer circular y airear agua en estanques y sistemas cerrados de recirculación. Otras aplicaciones incluyen dragado., arqueología subacuática, operaciones de salvamento y recolección de especímenes científicos .
Principio
La única energía necesaria la proporciona el aire comprimido. [1] Este aire generalmente se comprime mediante un compresor o un soplador . El aire se inyecta en la parte inferior de una tubería que transporta un líquido. Por flotabilidad, el aire, que tiene una densidad menor que el líquido, se eleva rápidamente. Por la presión del fluido , el líquido se toma en el flujo de aire ascendente y se mueve en la misma dirección que el aire. El cálculo del caudal volumétrico del líquido es posible gracias a la física del caudal bifásico .
Usar
- Las bombas de transporte aéreo se utilizan a menudo en pozos profundos y sucios donde la arena desgastaría rápidamente las piezas mecánicas. (El compresor está en la superficie y no se necesitan partes mecánicas en el pozo). Sin embargo, los pozos de transporte aéreo deben ser mucho más profundos que el nivel freático para permitir la inmersión. Por lo general, el aire se bombea por lo menos a la misma profundidad que el agua debe elevarse. (Si el nivel freático está 50 pies por debajo, el aire debe bombearse a 100 pies de profundidad). A veces también se usa en parte del proceso en una planta de tratamiento de aguas residuales si se requiere una cabeza pequeña (generalmente alrededor de 1 pie de cabeza).
- Los puentes aéreos se utilizan para recolectar muestras de fauna de sedimentos . [2] Los transportes aéreos pueden sobremuestrear el zooplancton y la meiofauna, pero submuestrear los animales que exhiben una respuesta de escape . [2]
- En una cafetera, se utiliza el principio de transporte aéreo para hacer circular el café.
Inventor
Se considera que la primera bomba de transporte aéreo fue inventada por el ingeniero alemán Carl Emanuel Löscher
en 1797.Ventajas y desventajas
Ventajas
- La bomba es muy confiable. El principio muy simple es una clara ventaja. Solo se requiere aire con una presión más alta que la del líquido.
- El líquido no está en contacto con ningún elemento mecánico. Por lo tanto, ni la bomba puede desgastarse (lo cual es importante para los pozos de agua de arena ), ni el contenido de la tubería (lo cual es importante para la investigación arqueológica en el mar).
- Actúa como un aireador de agua y, en algunas configuraciones, puede elevar el agua estancada del fondo a la superficie (de los tanques de agua).
- Dado que no hay piezas de bomba restrictivas, se pueden bombear de forma fiable sólidos de hasta el 70% del diámetro de la tubería.
Desventajas
- Costo: si bien en algún caso específico el costo operativo puede ser interesante, la mayoría de las veces, la cantidad de aire a comprimir es alta en comparación con el flujo de líquido requerido. [3] [4]
- Las bombas de transporte aéreo convencionales tienen un caudal muy limitado. La bomba está encendida o apagada. Es muy difícil obtener una amplia gama de control de flujo proporcional variando el volumen de aire comprimido. Esta es una desventaja dramática en algunas partes de una pequeña planta de tratamiento de aguas residuales, como el aireador. [5]
- la succión es limitada.
- este sistema de bombeo es adecuado solamente si la cabeza es relativamente bajo. Si se desea obtener una altura elevada, se debe elegir un sistema de bombeo convencional.
- debido al principio, el aire (oxígeno) se disuelve en el líquido. En ciertos casos, esto puede resultar problemático, como, por ejemplo, en una planta de tratamiento de aguas residuales, antes de una cuenca anaeróbica.
Mejoras de diseño
Una variante reciente (2007) llamada "bomba de géiser" puede bombear con mayor succión y menos aire. También bombea proporcionalmente al flujo de aire, lo que permite su uso en procesos que requieren flujos controlados variables. Se arregla para almacenar el aire y liberarlo en grandes burbujas que se sellan en el tubo de elevación, levantando trozos de líquido. [6]
Ver también
- Puente aéreo (dispositivo de dragado) : dispositivo de dragado que utiliza aire inyectado para mover el agua y la carga arrastrada por una tubería
- Elevación de gas: elevar un fluido mediante la introducción de burbujas de gas en el tubo de salida
- Análisis de redes de tuberías
- Bomba de impulsos
- Eductor de agua
Referencias
- ^ "Dispositivos de elevación de agua" . Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) . Consultado el 17 de abril de 2021 .
- ^ a b Cahoon, LB; Lindquist, DG; Clavijo, IE; Tronzo, CR (1992). "Muestreo de pequeños invertebrados en la interfaz sedimento-agua" . En: Cahoon, LB. (Ed.) Actas del Duodécimo Simposio Anual de Buceo Científico de la Academia Estadounidense de Ciencias Subacuáticas "Buceo para la ciencia 1992". Se llevó a cabo del 24 al 27 de septiembre de 1992 en la Universidad de Carolina del Norte en Wilmington, Wilmington, NC. Academia Estadounidense de Ciencias Subacuáticas . Consultado el 5 de abril de 2013 .
- ^ "Cálculo de la cantidad de aire" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de octubre de 2006. (1,86 MB)
- ^ Cálculo básico del puente aéreo. Archivado el 7 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
- ^ Nueva tecnología de bombas puede mejorar los flujos pequeños, WVU NCSFC Clearinghouse Archivado 2010-12-02 en Wayback Machine Consultado 2011-3-21
- ^ Número de solicitud de patente: 11 / 654,448 Archivada el 20 de octubre de 2014 en Wayback Machine , 17 de enero de 2007, Inventor: Masao Kondo
Fuentes
- [ enlace muerto ] Cálculo del puente aéreo por Sanitaire (documento pdf)
- Recuperado airlift_basic_calculation.xls a través de Waybackmachine. Reflejado en filedropper dot com / airliftbasiccalculation.