Импульстук насос жөнөкөй, суу менен иштеген механикалык түзүлүш, ошондой эле көбүк насосу деп да белгилүү. Бул насостун компоненттери ар кандай максаттарда, анын ичинде мунай алууда же муздатуу циклдеринде колдонулган. Жылуулук менен иштөөчү көбүктүү насостор эң кеңири таралган, бирок абаны кармоо үчүн агымдагы турбуленттүү агымды колдонгон импульстук насостун бул өзгөчө конструкциясы кеңири тарай элек. Бул насостун эки негизги артыкчылыгы - анын механикалык же кыймылдуу бөлүктөрү жок жана эч кандай химиялык заттарды колдонбойт, агымдагы суу гана. Агымдын жанына орнотулгандан кийин насос агымдын энергиясын гана колдонуп сууну көтөрө алат.
Мен бул долбоор үчүн мурда чыгарган бардык сүрөттөрдү жана анимацияланган gifтерди кайра колдонууга жана ылайыкташтырууга уруксат берем. Брайан Уайт, 3-май, 2010-жыл
Мазмуну
Фондук маалымат
Обзор
Импульстук насос тромп менен аба көтөрүүчү насостун айкалышы . Агымдын жанына орнотулган импульстук насос сууну агымдын деңгээлинен бийиктикке айдай алат. Бул жетүүгө кыйын жерлердеги агымдарга оңой жетүүгө же агымдагы сууну сугат же ичүүчү суу максатында башка жерге түтүк менен өткөрүүгө мүмкүндүк берет.
Импульстук насос жөн гана trompe бөлүгүн абаны көтөрүү бөлүгүн колдонот. Насосту түшүндүргөн видеону бул жерден көрүүгө болот .
Артыкчылыктары
Киришүү бөлүмүндө айтылгандай , насостун негизги артыкчылыктары эки эселенген. Биринчиден, импульстук насостун бул конструкциясында химиялык компоненттер жок, мисалы жылуулук менен башкарылуучу көбүктүү насостордо кеңири таралган, алар окшош принциптерде иштешет (төмөндө Жылуулук менен башкарылуучу көбүктүү насосторду караңыз). Бул насосту сугаруу жана ичүүчү сууну сордуруу сыяктуу булганбаган сууну сордурууну талап кылган көп түрдүү иштер үчүн колдонууга мүмкүндүк берет. Мындан тышкары, эч кандай химиялык заттарды талап кылбастан, жана насостук суюктук катары жеткиликтүү агын суусун колдонуу насостун баасын бир топ төмөндөтөт.
Экинчиден, импульстук насостун кыймылдуу компоненттери жок. Орнотулгандан кийин, бул насос абаны кармоо үчүн агымдын турбуленттүү агымын жана аны кысуу үчүн тартылуу күчүн колдонот ( төмөндөгү Иштөө принциби бөлүмүн караңыз) суунун бир бөлүгүн агымдын бийиктигинен жогору айдайт. Эч кандай механикалык тетиктер талап кылынбайт, алар адатта кымбатыраак жана орнотуу кыйыныраак.
Бул артыкчылыктардан тышкары, импульстук насостордун кычкылтектин көлөмүн көбөйтүү менен суунун сапатына оң таасирин тийгизери да айтылган. [1] Негизги идея, алуучу насостун ичинде аба менен сууну аралаштыруу менен, алардын ортосундагы чоңойгон беттин аянты агымдагы адаттагыдан көбүрөөк кычкылтектин сууга өтүшүнө мүмкүндүк берет. Бул ойду ырастоо үчүн кошумча изилдөөлөр жүргүзүлүшү керек.
тарых
Тромпалар гидроэлектр турбиналарынан мурун шахталарга аба сордурууда, биринчи альп туннелдерин жасаган пневматикалык машиналарды аба менен камсыз кылуу үчүн жана 19-кылымдын аягында Париждин бай жерлерин күйгүзгөн моторлорду айдаш үчүн аба менен камсыз кылуу үчүн колдонулган . Аба көтөрүүчү насостор дагы эле тереңдиктеги скважиналардан суу сордуруу үчүн суу каналдары тарабынан кеңири колдонулат. Алар компрессорлордун жардамы менен абаны кудуктарга ылдый түртүшөт жана аба аны менен кошо суу ташыган экинчи кененирээк түтүк аркылуу атылып чыгат.
Иштөө принциби
Импульстук насос (башкача көбүктүү насос) абаны кысуу үчүн суунун гидравликалык башын колдонот, ал сууну жылдырып, суунун "импульстарын" мурункуга караганда бийиктикке түртөт. Бул trompe жана airlift насосу сыяктуу эле принциптерде иштейт.
Моделди куруу
Башка ушул сыяктуу пилоттук долбоорлордун ийгилигинин негизинде [2] концепция моделинин далили түзүлдү. Бул жерде саналып өткөн материалдар моделди куруу үчүн, ал чакан масштабдагы колдонмолор үчүн колдонулушу мүмкүн, мисалы, төмөндөгү Учурдагы Насостор бөлүмүндө сүрөттөлгөндөр, же андан аркы тестирлөө үчүн. Бул жерде сүрөттөлгөн пластик түтүк ийкемдүү пластик түтүк болуп саналат, алар тестирлөө үчүн пайдалуу, анткени аны туура бийиктикке чейин ийип, ар кандай сыноолор үчүн кайра колдонсо болот, бирок катуу PVC түтүктөрү да колдонулушу мүмкүн жана аларды ишке ашыруу практикалык эмес. - сыноо абалы. ( Сыноо бөлүмүн караңыз.)
Материалдар
Бул материалдар бул модель импульстук насостун ички компоненттери болуп саналат. Түтүктөрдү кесүү үчүн кайчыдан башка эч кандай кошумча шаймандар колдонулган эмес.
Fig 1: 2 даана 3/4" ички диаметри таза пластик түтүк
Fig 1a: 1 даана 3/8" ички диаметри таза пластик түтүк
Fig 1b: 2 @ 3/4" пластмасса түтүк туташтыргычтары, алардын бир четинде пластик түтүктүн ичине туура келген жана экинчи учунда жиптер бар
Fig 1c: 1 @ 3/8" кысуу фитинги, ал түтүктүн бир учуна туура келип, аны ордуна кысып, экинчи учунда жиптери бар
Fig 1d: 1 @ 1 1/2" үч жолдуу туташтыргыч, эки сүрүлүүчү тешиктери менен бири-бирине каршы жана бири жогору
Fig 1e: 2 @ 1 1/2"дан 3/4"га чейинки туташтыргычтар, бир учу ичине сай салынып, бир учуна сүрүлүү туура келет, үч тараптуу туташтыргычка жана пластик түтүк туташтыргычына туташуу үчүн
Fig 1f: 1 @ 1 1/2"ден 3/8"га чейинки туташтыргыч, бир учу ичине сайылган жана үч тараптуу туташтыргычка жана пластик түтүк туташтыргычына туташуу үчүн сүрүлүү бир учуна туура келет
Жогорудагы элементтерден тышкары, бул моделди орнотуу жана аны сыноо үчүн бул кошумча материалдар талап кылынган:
1-сүрөт: 1 шланг сууну көзөмөлдөгөн түрдө камсыз кылуу үчүн
Fig 1a: түтүктү кармап туруу үчүн таянычтар жана туташтыруу механизмдери
1б-сүрөт: ашыкча сууну агызуу үчүн чака жана раковина
Чыгымдар
Бул прототиптин баасы бир аз кымбатка турду, бирок сууну сордуруунун башка каражаттарынын баасы менен салыштырганда, ал өтө төмөн. Кошумчалай кетсек, бул долбоор чоңураак масштабда курулса, аны бир топ арзан баада курууга болот. Бул прототиптин баасы төмөндө болжолдонгон:
| пункт | Баасы |
| Пластик түтүк | $40 |
| Түтүк туташтыргычтары (бардыгы) | $10 |
| Үч жол туташтыргыч | $10 |
| Бардыгы | $60 |
Моделди түзүү жана орнотуу
Бул моделди түзүү процесси өтө жөнөкөй, анткени ал өтө аз компоненттерден турат. Татаал бөлүгү түтүктөрдү мүмкүн болушунча вертикалдуу кылып орнотуу менен коштолот.
Мен иштеп жатканда жасаган моделдин видеосу төмөндө көрсөтүлгөн. Түтүкчөлөрдөгү көбүкчөлөргө көңүл буруңуз, алар кирүүчү түтүктү көбүк агымынын режиминде, ал эми насостук түтүктү Slug Flow режиминде экенин айкын көрсөтүп турат.
Бул моделди куруу үчүн колдонулган процесс төмөндө майда-чүйдөсүнө чейин сүрөттөлөт.
- Биринчиден, түтүктөр каалаган узундукта кесип керек.
- Бул моделде кирүү 3/4 "түтүк болжол менен 2,1 м узундукта кесилген.
- Чыгуу түтүгү да 2,1 м узундукта кесилген, андыктан ар кандай сыноолорду жүргүзүү үчүн ар түрдүү болушу мүмкүн.
- Төмөндө сүрөттөлгөн сыноолордо бийиктикти өзгөртө алуу үчүн насостук түтүк узакка сакталган.
- Бул моделде үч жолдуу туташтыргыч импульстук насос үчүн бөлүүчү контейнер катары колдонулат.
- 1 1/2 "3/4" туташтыргычтар үч жолдуу туташтыргычтын түздөн-түз карама-каршы тараптарына тыкыс жайгаштырылган. Эпоксидди колдонсо болот, бекем мөөр басылышын камсыз кылуу үчүн.
- 1 1/2 "3/8" туташтыргычы башка эки тешиктен 90 градус болгон үч тараптуу туташтыргычтын тешигине туура келген.
- Биринчиден, 1 1/2"дан 3/8" туташтыргычка 3/8" туташуу үчүн кысуу фитингин бураңыз.
- Андан кийин, 1 1/2"ден 3/4" туташтыргычтарга 3/4" туташтыруу үчүн пластик түтүк арматурасын бураңыз.
- Түтүктү туташтырардан мурун аларды туташтыруу менен, түтүк чаташып калбайт.
- 3/4" түтүк 3/4" туташтыргычтын үстүнө бекем туура келиши керек. Аны тегерете темир кычкач менен бекем кармап турууга болот.
- 3/8 дюймдук кысуу түтүктүн сыртын айланып өтүүчү компонентке ээ, аны ачык кармоо үчүн түтүктүн ичине кичинекей бир бөлүгү туура келет, андан кийин түтүктүн сыртындагы бөлүгүн мурунтан туташтырылган кысуу фитингине бурап койсо болот. 1 1/2"дан 3/8"га чейинки туташтыргычка, түтүктү ордунда кармап туруу.
- Азыр насостун бардык негизги тетиктери туташтырылды. Кийинки этап - насосту орнотуу.
- Биринчиден, түтүктөрдү кармап туруу ыкмасын аныктаңыз. Бул үчүн жыгач арткы тактайды колдонсо болот жана ага түтүктөрдү кадап койсо болот. Оңой жөнгө салынуучу түзүлүшкө ээ болуу үчүн, бул экспериментте түтүктөр колдоо системасына жана дубалга скотч менен бекитилген.
- Түтүктөрдүн вертикалдуу болушун жана түтүктөрдүн бийиктиги каалагандай болушун текшериңиз.
- Шланг 3/4 "диаметрдеги түтүктү жана шланг түтүгүн кыска 1" диаметрдеги сынык түтүккө киргизүү аркылуу кирүү түтүгүнүн үстүнө туташтырылган. Шланг агымдын агымын имитациялоо үчүн колдонулган.
- Чыгуучу түтүк раковинага агып чыгуу үчүн коюлган.
Сыноо
Модель орнотулгандан кийин, насостун чындап эле пайдалуу иш алып бара аларын көрсөтүү үчүн бир нече алдын ала сыноолор жүргүзүлдү. Импульстук насостун бул дизайны кеңири кабыл алынып, колдонууга ээ боло электе бир топ деталдуу тестирлөө талап кылынат.
Бул сыноодо эки өзгөрмө өзгөрдү, насостогу гидравликалык башы жана насостук түтүктүн бийиктиги.
Гидравликалык башы өскөн сайын агымдын ылдамдыгы да көбөйөт деп күтүлүүдө. Бул таасир насос тарабынан көрсөтүлгөн жана натыйжалары төмөндө көрсөтүлгөн.
Насостук түтүктүн бийиктиги өскөн сайын импульстар түтүктүн чокусуна жетиши үчүн көбүрөөк энергия талап кылынат. Күтүлгөн агымдын ылдамдыгынын тиешелүү төмөндөшүн төмөндө көрүүгө болот.
Бул эки өзгөрмөнүн тең таасирлери бириктирилгенде, натыйжада агымдын ылдамдыгы гидравликалык башына жана насостук түтүктүн бийиктигине кандайча көз каранды экенин көрсөткөн сюжет пайда болот. Бул сюжет бул өлчөмдөр менен агымдын ылдамдыгынын ортосундагы байланышты көрсөтүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Чоң гидравликалык баштарда да, насостук түтүктүн бийиктиги чоң болсо, агымдын ылдамдыгы аз болушу мүмкүн. Кошумчалай кетсек, насостук түтүктүн бийиктиги кичине болсо да, кичинекей башы насостук түтүк аркылуу сордурулган суунун көлөмүн азайтат. Бул төмөндө көрсөтүлгөн.
Эң жогорку көрсөткүчтө (чоң башы жана кыска насостук түтүк), бул модель дээрлик 100 мл/сек ылдамдыкта же 10 секунд сайын 1 л айдайт! Ар бир баалуулук боюнча бир нече сыноолорго карабастан, бул натыйжалардын кайталанышы дагы эле күмөндүү. Агымдын так ылдамдыгына карабастан, бул эксперимент импульстук насостун сууну сордуруп алуу үчүн кеңири колдонулушу үчүн эбегейсиз зор потенциал бар экенин көрсөтүп турат. Насостук түтүктүн агымы, башы жана бийиктигинин ортосундагы так байланышты жакшыраак баалоо үчүн андан ары тестирлөө керек.
Илимий модель
Импульстук насостор же жок эле дегенде, бул түрдөгү насостун окшош конструкциялары бир топ убакыттан бери бар экендигине карабастан, аларды сүрөттөгөн жакшы түшүндүрмө же модель жок. Окшош көйгөйлөр, мисалы, Жылуулук менен башкарылуучу көбүктүү насостор , көбүнчө жабык системалар, алар чыгуучу түтүктү талап кылбайт. Бул бөлүмдө бул насостун иштешинин артында турган кээ бир илимий принциптер көрсөтүлүп, эки башка модель иштелип чыккан. Биринчи модель жөнөкөй Манометр модели , ал эми экинчиси татаалыраак басым модели .
Эки фазалык агым
Бул дизайн үчүн маанилүү концепция эки фазалык агым болуп саналат , ал жерде мениск менен бөлүнгөн суюктук жана газ бар. Эки фазалык агымдын кеминде жети түрдүү режими бар, [3] алардын бир нечеси импульстук насостун иштешинде көрсөтүлөт.
Slug Flow
Насостун насостук түтүктү көтөрүү аракети көбүнчө шлак агымынын режиминде болот. Слаг агымында суюктук жана газ төмөндө көрсөтүлгөндөй, түтүктүн дээрлик бүт кесилишин ээлеген ар кандай катмарларга бөлүнөт.
Слаг режиминде агым үчүн, уруксат берилген түтүктүн диаметри агымдын ылдамдыгына жана анын илешкектүүлүгүнө жараша болот. Насос түтүгүндөгү ылдамдыкты бир нече жөнөкөйлөштүрүүчү божомолдор менен да сүрөттөп берүү абдан кыйын. Мисалы, түтүк вертикалдуу болбосо, көбүкчөлөр симметриялуу болбой калып, көбүктөрдүн ылдамдыгынын өзгөрүшүнө алып келет. Фруд саны, Эотвос саны жана Рейнольдс саны, анын ичинде бир нече өлчөмсүз терминдер агымды толук сүрөттөө үчүн талап кылынат. [4] Эң ылайыктуу модель боюнча дагы эле так макулдашуу жок болсо да, бир нече сунуш кылынган. [5]
Слаг агымы учурунда суюктуктун касиеттерин толук аныктоо жана моделди алуу, анын ичинде бул агым режиминин толук эффектилери бул моделдин алкагына кирбейт. Анын ордуна, толугу менен вертикалдуу түтүктөрдү жана туруктуу агымды, ж.б., төмөндө талкуулангандай, бир кыйла жөнөкөй модели каралат.
Манометр модели
Бир эле суюктукта бир нече түтүкчөлөр болгондо, ар бир түтүктөгү суюктуктун максималдуу бийиктиги массанын сакталышы менен берилет. Манометр сыяктуу принципти колдонуп , түтүктүн тышкы басымы, тыгыздыгы жана диаметри суюктуктун бийиктигин аныктайт. Бул оң жактагы диаграммада көрсөтүлгөндөй тыгыздыгы, ρ, түтүктүн кесилишинин аянтына, A, суюктуктун бийиктигине, h, ар бир түтүк үчүн бирдей басымга чыкканда бирдей экенин билдирет. . Бул жабык идиштин үстү жагында эки бирдей саман сууга толуп, абага ачык болсо, самандагы суюктук бирдей бийиктикке көтөрүлөт, башкача айтканда, бир самандагы суюктуктан ашык суюктук болбойт. башка.
Башкача айтканда:
(ρАч)1=(ρАч)2{\ displaystyle \ (\ rho Ah) _ {1} = (\ rho Ah) _ {2}}
Бул бардык өзгөрмөлөр туруктуу болсо, мааниси бар. Импульстук насосто маселе татаалыраак. Кирүүчү түтүк жана чыгуучу түтүк бар, кесилиши бирдей, бирок бийиктиги ар башка, андан кийин аянты кичине жана бийиктиги жогору насостук түтүк бар. Кирүүчү жана чыгуучу түтүктөр дээрлик толугу менен сууга толтурулган, ошондуктан тыгыздыгын сууга окшош деп болжолдоого болот, бирок белгилүү бир убакта насостук түтүктө суу эмес, аба толгон түтүктүн чоң бөлүгү бар. Анда жогорудагы теңдеме төмөнкүдөй болот:
ρwатдр(Ач)иплдт=ρwатдр(Ач)оутлдт+[ρwатдр%wатдр+ρаир%аир](Ач)бумб{\displaystyle \ \rho _{суу}(Ah)_ {киргизүү}=\rho _{суу}(Ah)_{чыгаруу}+[\rho _{суу}\%_{суу}+\rho _{ аба}\%_{аба}](Аа)_{насос}}
_{насос}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/186fa09ca298967fbea8a409ab958aa6a1024310)
Же кирүү жана чыгуучу түтүктөрдүн кесилишинин аянты бирдей болсо:
ρwатдрА(чиплдт−чоутлдт)=[ρwатдр%wатдр+ρаир%аир](Ач)бумб{\displaystyle \ \rho _{суу}A(h_{кирүүчү}-h_{чыгаруучу})=[\rho _{суу}\%_{суу}+\rho _{аба}\%_{аба}] (Аа)_{насос}}
![{\displaystyle \ \rho _{суу}A(h_{кирүүчү}-h_{чыгаруучу})=[\rho _{суу}\%_{суу}+\rho _{аба}\%_{аба}] (Аа)_{насос}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d95dbd316e21fe0d91aced359f606e1cbd0bca2e)
Кайдачиплдт−чоутлдт{\displaystyle h_{киргизүү}-h_{outlet}}
чбумб=ρwатдрА(чиплдт−чоутлдт)[ρwатдр%wатдр+ρаир%аир]Абумб{\displaystyle h_{насос}={\frac {\rho _{суу}A(h_{кирүүчү}-h_{чыгаруучу})}{[\rho _{суу}\%_{суу}+\rho _{ аба}\%_{аба}]A_{насос}}}}
![{\displaystyle h_{насос}={\frac {\rho _{суу}A(h_{кирүүчү}-h_{чыгаруучу})}{[\rho _{суу}\%_{суу}+\rho _{ аба}\%_{аба}]A_{насос}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5130c96622af52a244433b6f4885a78aa475a126)
Бул моделдин негизги көйгөйү, ал суюктуктун насос аркылуу өтүү ылдамдыгын этибарга албайт. Бул суюктуктун кыймылы анча байкалбагандай, чыгуучу түтүкчөдөгү аба суудан бөлүнүп, насостун сууну жылдыруу жөндөмүн жоготуп койгондой, өтө эле аз сандагы чоңдук. Бул манометрдин модели насостун негизги принцибин сүрөттөйт жана импульстук насоско карата эң кеңири таралган сынды жокко чыгарат, бул кичинекей насостук түтүктүн сууну агымдын баштапкы бийиктигинен жогору айдашы физикалык жактан мүмкүн эмес. Жогорудагы аргумент бул насостук түтүкчөдөгү суюктук токтоп турганда же абанын көлөмү анча деле чоң болбогондо гана туура экенин көрсөтүп турат.
басым модели
Теория
Ылдамдыкты эсепке алуу үчүн энергиянын сакталышын жана Бернулли теңдемесин колдонуу менен агымды кененирээк баалоо керек . Бул ыкма ар кандай чекиттердеги агымдын басымынын өзгөрүшүн моделдейт
4-орунда 1-орундан келген басым төмөнкүчө аныкталат:
П4=П1+ρ4гч1−ρ4(v42−v12)2{\displaystyle \ P_{4}=P_{1}+\rho _{4}gh_{1}-{\frac {\rho _{4}(v_{4}^{2}-v_{1}^ {2})}{2}}}
Ошо сыяктуу эле, 2ден 5те:
П5=П2+ρ5гч2−ρ5(v52−v22)2{\displaystyle \ P_{5}=P_{2}+\rho _{5}gh_{2}-{\frac {\rho _{5}(v_{5}^{2}-v_{2}^ {2})}{2}}}
Ал эми 3төн 6да:
П6=П3+ρ6гч3−ρ6(v62−v32)2{\displaystyle \ P_{6}=P_{3}+\rho _{6}gh_{3}-{\frac {\rho _{6}(v_{6}^{2}-v_{3}^ {2})}{2}}}
Сууну айдай турган максималдуу бийиктикти аныктоо үчүн 3 ылдамдыгы нөлгө барабар деп кабыл алынат. Бул суу жете турган бийиктиктин жогорку чегин камсыз кылат. Ошондой эле, 1, 2 жана 3 басымдары болжол менен бир атмосфера деп болжолдоого болот, анткени '3' атмосферага чыгат, ал эми '1' жана '2' өтө кичинекей гидростатикалык басымга ээ, ал тереңдик менен байланышкан. агым. 4, 5 жана 6 ортосундагы ылдыйкы контейнерде контролдук көлөмүн талдоо жүргүзүү, массаны сактоо талап кылат:
ρ4А4v4=ρ5А5v5+ρ6А6v6{\displaystyle \ \rho _{4}A_{4}v_{4}=\rho _{5}A_{5}v_{5}+\rho _{6}A_{6}v_{6}}
Бардык түтүктөрдүн аймактары эксперименттин геометриясынан белгилүү. Чыгуу түтүгү минималдуу абага ээ, ошондуктан тыгыздыгы сууга барабар деп болжолдоого болот.
Жабык системадагы жылуулук менен башкарылуучу көбүктүү насосту талдоого алган[6] бир булактын ишине таянып , басымдын 4 жана 5тен 6га өзгөрүшүн төмөнкүчө чагылдырууга болот:
П6=П4−ρ6v4(v6−v4)−П5+ρ6v5(v6−v5){\displaystyle \ P_{6}=P_{4}-\rho _{6}v_{4}(v_{6}-v_{4})-P_{5}+\rho _{6}v_{5 }(v_{6}-v_{5})}
Туундунун ушул учуруна чейин бардык божомолдор бир кыйла жалпы иш үчүн болгон. Моделдеги төмөнкү божомолдор конкреттүү, жөнөкөйлөштүрүлгөн моделди берет. Биринчи божомол 4 жана 5 ортосундагы ылдамдык болжол менен туруктуу болот. Суюктуктун бир аз гана бөлүгү насостук түтүктөн чыгууга бурулгандыктан, суюктуктун көпчүлүк бөлүгү чыгуучу түтүк аркылуу уланып, өзүнүн импульсун сактап калат деп болжолдонот.
Экинчиден, насостук түтүктүн ичиндеги шлак режиминдеги газдын курамы 70% деп кабыл алынат, бул шлак агымынын орточо мааниси. Ошондой эле, кирүүчү түтүктөгү газ көбүк агымынын режиминде деп болжолдонууда, мында газдын курамы орточо 30% түзөт. [7] Булар төмөнкүлөрдү билдирет:
ρ6=0.7ρаир+0.3ρwатдр{\displaystyle \ \rho _{6}=0,7\rho _{аба}+0,3\rho _{суу}}
ρ4=0.3ρаир+0.7ρwатдр{\displaystyle \ \rho _{4}=0,3\rho _{аба}+0,7\rho _{суу}}
Теорияны текшерүү
Ушул жети теңдеме жана ага кошулган божомолдор менен, басым моделинде дагы эле теңдемеге караганда белгисиз бирөө бар, демек, акылга сыярлык бийиктик итерация аркылуу аныкталышы керек. Киргизүүлөр системанын геометриялык параметрлери болуп саналат жана эң жогорку басымдын болушу күтүлгөн "4" деңгээлиндеги басым жана ылдамдык чыгарылууга тийиш. Бул баалуулуктар акылга сыярлык болсо, система иштеши үчүн орнотсо болот; жок болсо, анда дагы бир кайталоо болушу керек.
Бул системаны моделдөө боюнча биринчи өтүү EES программалык камсыздоону колдонуу менен жасалган. Жогорудагы теңдемелер аныкталып, кээ бир баштапкы шарттар коюлган. Сүрөттө көрүнүп тургандай, жогоруда саналып өткөн божомолдордон тышкары, түтүктөрдүн бийиктиги жана диаметри жана агымдын 1 жана 2 ылдамдыгы киргизилиши керек. Андан кийин программа түтүк боюнча ылдамдыкты жана басымдарды чыгарат. Бул моделдин жарактуулугун жакшыраак баалоо үчүн бул EES программасы же ушуга окшош программа колдонулушу мүмкүн.
Учурдагы импульстук насостор
Импульстук насостордун ишенимдүүлүгү жок, анткени алар мындан ары дагы изилденип жатканына карабастан, эч кандай сын-пикирлер болгон эмес (төмөндөгү Тышкы шилтемелерди караңыз). Бирок, бир нече моделдер курулган, алардын кантип иштешин жана кандай иштешин көрсөтүү үчүн видеолор онлайнда жеткиликтүү. Импульстук насостун бул дизайны патенттелген эмес жана конструкциялар коомдук доменде. [8]
Иштеп жаткан импульстук насос
20 жаштагы иштеген импульстук насостун мисалы бул жерде , эгерде ал төмөндө жүктөлбөсө. Бул насос 300 литр суу менен 0,5 метрге түшүп, электр энергиясын өндүргөн бир аз агым менен иштейт. Ал насостун көрсөткүчтөрүндө суунун ылдамдыгы секундасына 0,32 метрден 0,68 метрге чейинки ылдамдыктагы суунун ылдамдыгы аба көбүктөрүн түтүктөн ылдый түшүрүүгө жетиштүү экенин көрсөтүп турат.
Көрүнүп турган абанын ылдамдыгы секундасына 0,7 мс-1 жана 1,5 метрдин ортосунда эң жакшы иштейт окшойт. Бул 12 мм жана 19 мм түтүктөрдү колдонуу жана түз насосту колдонууда болгон.
Төмөнкү көрүнгөн аба ылдамдыгы эңкейишке айдаганда эң жакшы иштеген. (Көрүнүүчү ылдамдык - бул түтүктө бир гана суюктук бар деп болжолдоого ылайык, суунун же абанын түтүк аркылуу өтүүчү ылдамдыгы) Эгер сиз өзүңүз жасап алсаңыз, бул жакшы колдонмо. Брайан
Импульстук насостор Gaiatechnician айтымында, бир топ чоң агымы жана баштары менен иштей алат .
Өтө жөнөкөйлүгүнөн улам, алар суу жээгиндеги жамааттар үчүн абдан баалуу болушу мүмкүн. Видеодогу кичинекей импульстук насос күнүнө 5 тоннадай сууну сактоочу контейнерге айдай алат. [9]
Экинчи мисал ( бул жерде көрсөтүлгөн ) жаныбарларды суу менен камсыз кылуу үчүн импульстук насосту колдонот. Бул 40 мм калдык түтүк аркылуу болжол менен 30 литр/мүнөт менен камсыз кылуу агымы бар. Ал 30 мл/мин 3 м же 1 л/мин 1 м көтөрө алат. [10]
Майк Доневан практикалык чарба идеялары мага шилтемени алмаштыруу үчүн анын журналында насос болгон кездеги сүрөттөрдү жана текстти колдонууга уруксат берди. http://www.farmideas.co.uk/
Менин оюмча, алар шар паркынын фигуралары өздөрүнүн долбоорлору үчүн жакшы түтүк өлчөмдөрүн болжолдоосун каалагандар үчүн баалуу болот
Брайан Уайт
Жылуулук менен иштөөчү көбүктүү насостор
Жылуулук менен башкарылуучу көбүк насостору импульстук насостун эң кеңири таралган түрү болуп саналат. Алар бул импульстук насостун дизайнына окшош, бирок жабык системада иштөө принцибин колдонушат. Жалпысынан, кайноо температурасы суудан төмөн болгон муздаткыч суюктукка аралашат. Аралашма кысылгандан кийин ысытылып, жумушчу суюктуктагы муздаткычтан көбүкчөлөр пайда болот. Муздаткычтын көбүкчөлөрү сууну импульстук насостогудай насостун түтүгүнө түртөт. Андан кийин аралашма бөлүүчү камерага кирет, анда суюктук абсорберге, ал эми муздаткыч конденсаторго жөнөтүлөт. [11]
Корутундулар
Импульстук насостун бул өзгөчө дизайнын куруу өтө жөнөкөй жана суунун сордурулушуна чоң таасирин тийгизе алат. Ал сууну сордуруу үчүн химиялык заттарды колдонбойт, ошондуктан кайра агынга куюлган суу булганбайт. Тескерисинче, агымга кайтарылган суунун суу астындагы жандыктар үчүн жакшыраак чөйрөнү камсыз кылган кычкылтек көбүрөөк экенин көрсөткөн пикирлер айтылды. Агымга кайтарылбаган сууну жерди сугарууга же ичүүчү суу менен камсыз кылууга болот. Насос камсыз кылган кошумча бийиктик сууну агымдын өзү эле жылдыра албагандан ары ташууга мүмкүндүк берет.
Насостун өзү өтө аз материалдардан, жөнөкөй түтүктөрдөн жана байланыштардан жасалган жана оптималдуу дизайн табылгандан кийин аны арзан жасоого болот. Насос орнотулгандан кийин дээрлик эч кандай техникалык тейлөө талап кылынбайт, андыктан баштапкы орнотуу жана жабдууларга кеткен чыгымдардан тышкары, насос жакын жердегилерди арзан жана оңой суу менен камсыздай алат.
Бул талдоодо эксперименталдык модел да, теориялык да модели иштелип чыккан. Эксперименталдык модель мурунку дизайнга негизделген жана концепциянын далили катары иш алып барган. Модель чоң гидротехникалык баш жана кыска насостук түтүк үчүн эң жогорку агымдын ылдамдыгын көрсөтүп, күтүлгөн тенденцияларды так көрсөткөн. Эки теориялык модель сунушталды, биринчиси манометр сыяктуу массаны сактоо принцибине негизделген. Бул модель экинчи түтүктүн бийиктиги үчүн болжолдуу баа берген, бирок анын жарактуулугу өтө чектелген, анткени ал анчалык деле ылдам эмес, бирок бул импульстук насостун бул дизайны физикалык жактан мүмкүн эмес деген ойду жокко чыгарат. Экинчи теориялык модель насостун ар бир баскычында ылдамдыктарды жана басымдарды баалоо үчүн массаны сактоону жана энергияны сактоону колдонду. Бул экинчи модель колдонуучудан белгилүү бир шарттарда акылга сыярлык геометрияны аныктоо үчүн өндүрүлгөн баалуулуктарды кайталоону талап кылат. Engineering Equation Solverди колдонуу менен, оптималдуу геометрияны аныктоо үчүн колдонуучуга жасалган божомолдорду кайталоого мүмкүндүк берген шаблон түзүлдү.
Сунуштар
Эксперименттик да, теориялык да моделге тең рецензия жана андан аркы изилдөөлөр чоң пайда алып келет. Эксперименталдык модель ар бир бийиктикте жана башта дагы көптөгөн сыноолор менен катаал тестирлөө схемасын колдонуу менен сыналышы керек. Контейнердин өлчөмү, түтүктөрдүн диаметри жана агымдын ылдамдыгы сыяктуу башка өзгөрмөлөр да импульстук насоско тийгизген таасирин аныктоо үчүн сыналышы керек жана маанилердин кеңири диапазону колдонулушу керек. Бул эксперимент учурунда жолуккан негизги мүчүлүштүк баштапкы контейнер менен шлангдын агып кетиши болгон. Жогоруда сүрөттөлгөн ыкмаларды колдонуу менен, бул көйгөйлөрдү оңой эле жеңүүгө болот жана дагы деталдуу тесттерди аткарууга көбүрөөк убакыт коротсо болот.
Сунушталган теориялык модель жогоруда сүрөттөлгөн EES программасы сыяктуу программалык камсыздоону колдонуу менен андан ары кеңейтилип, текшерилиши мүмкүн. Мындан тышкары, насос аркылуу агымдын ылдамдыгын так болжолдоо үчүн моделге киргизилиши керек болгон бир нече факторлор эске алынбаган. Аларга төмөнкүлөр кирет:
- Насостук түтүктөгү эки фазалуу шлагбалык агымдын анализи
- Кирүүчү жана чыгуучу түтүктөрдөгү абанын курамын жана агымынын режимин аныктоо
- Сүрүлүү/Илешкектүү жоготуулар
- Турбуленттүү агым
- Бөлүү контейнериндеги басымдын градиенти
Тышкы шилтемелер
- YouTube боюнча Gaiatechnician түшүндүрмө бул жерден тапса болот . Көбүрөөк түшүндүрмө алуу үчүн, анын веб-сайтына кириңиз
- Иштеп жаткан импульстук насостордун башка видеолорун бул жерден жана бул жерден тапса болот
- Bubble Action Pumps Ltd. компаниясы күн жылуулук панелдери аркылуу сууну сордурган окшош продуктуну чыгарат. Аны алардын веб-сайтынан көрүңүз .
- Altenergymag бул жерде импульстук насосторду сүрөттөйт
- Насостор жөнүндө бардыгы бул жерде сүрөттөлүшкө ээ
- Импульстук насосту кантип жасоо керектиги тууралуу маалымат алуу үчүн Instructables сайтына кириңиз
Шилтемелер
- ↑ Помпалар жөнүндө бардыгы. Төмөнкү даректе жеткиликтүү: http://web.archive.org/web/20210125002710/http://www.animatedsoftware.com/pumpglos/glpulser.htm [Китилген 2010-жылдын 15-апрели].
- ↑ Брайан Уайт "Pulser Pumps" онлайн жеткиликтүү: http://nxtwave.tripod.com/gaiatech/pulser/builder.htm [Китилген 3-апрель, 2010-ж.]
- ↑ JB McQuillen, R. Vernon and AE Dukler. "Газ-суюктук агымдарындагы агымдын режимдери" Онлайнда жеткиликтүү: http://web.archive.org/web/20170704025739/http://www3.nd.edu/~mjm/flow.regimes.html [Кетилген 15-апрель, 2010]
- ↑ Дж. Фабре жана А. Лин "Эки фазалуу слаг агымын моделдөө" Анну. Rev. Fluid Mech: 1992. Жеткиликтүү онлайн: http://arjournals.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.fl.24.010192.000321?cookieSet=1 [Кетилген 15, 20-апрель]
- ↑ XIA Guo-dong, CUI Zhen-zhen, LIU Qing, ZHOU Fang-de, HU Ming-sheng "A Model for Liquid Slug Length Distribution in Vertical Gas-Liquid Slug Flow" Гидродинамика журналы: 2009. Жеткиликтүү Онлайн: [Китүү 15-апрель, 2010]
- ↑ Сюзан Дж. Уайт. "Bubble Pump Design and Performance" Джорджия Технология Институту: Август 2001. Онлайнда жеткиликтүү: http://www.me.gatech.edu/energy/SusanThesis.pdf [Кетилген 13-апрель, 2010-ж.].
- ↑ Micro Motion White Paper. "Эки фазалуу агымдын массалык чыгым өлчөгүчтөрүнө кандай таасир тийгизерин түшүндүрүү" Micro Motion, Inc. АКШ: 2004. Онлайнда жеткиликтүү: http://web.archive.org/web/20130123193851/http://www.documentation.emersonprocess.com:80 /groups/public_public_mmisami/documents/whitepaper/wp-00698.pdf [Китилген: 2010-жылдын 15-апрели]
- ↑ Брайан Уайт "The Pulser Pump." Жеткиликтүү: http://www.altenergymag.com/emagazine.php?issue_number=03.10.01&article=pulser [Кийинки күнү, 2010-жылдын 15-апрелинде].
- ↑ Импульстук насос (Аба көтөрүүчү насос). Жеткиликтүү: http://ca.youtube.com/watch?v=oxJTC77PADQ [2010-жылдын 15-апрелинде жеткиликтүү].
- ↑ cornish импульстук насос. Жеткиликтүү: http://www.youtube.com/watch?v=Tf1-7fL_UIk [2010-жылдын 15-апрелинде жеткиликтүү].
- ↑ Сюзан Дж. Уайт. "Bubble Pump Design and Performance" Джорджия Технология Институту: Август 2001. Онлайнда жеткиликтүү: http://www.me.gatech.edu/energy/SusanThesis.pdf [Кетилген 13-апрель, 2010-ж.].