bomba de impulsos

Figura 6: Bomba de impulsos ensamblada, con dirección de flujo indicada

Datos del proyecto

Autores	Brian Blanco
Ubicación	Kingston , Canadá
Estado	Diseñado modelado Prototipado Desplegada
Terminado	2008
Costo	60 dólares
En vez de	Bomba de agua
Manifiesto del OKH	Descargar

Diagrama de una bomba de impulsos

La bomba de impulsos es un dispositivo mecánico simple que funciona con agua, también conocida como bomba de burbujas. Los componentes de esta bomba se han utilizado para diversos fines, incluida la extracción de aceite o en ciclos de refrigeración. Las bombas de burbujas accionadas por calor son las más comunes, pero este diseño particular de bomba de impulsos que utiliza el flujo turbulento en una corriente para atrapar aire aún no se ha vuelto común. Los dos principales beneficios de esta bomba son que no tiene partes mecánicas ni móviles, y que no utiliza ningún químico, solo el agua de un arroyo. Una vez instalada cerca de un arroyo, la bomba puede elevar agua utilizando únicamente la energía del arroyo.

Doy permiso para reutilizar y adaptar todas y cada una de las imágenes y gifs animados que he producido en el pasado para este proyecto. Brian White, 3 de mayo de 2010

Información de contexto

Descripción general

La bomba de impulsos es una combinación de trampantojo y bomba de elevación de aire . Instalada cerca de un arroyo, la bomba de impulsos puede bombear agua a una altura por encima del nivel del arroyo. Esto permite acceder fácilmente a arroyos en lugares de difícil acceso, o canalizar el agua de un arroyo a un lugar diferente, para fines de riego o agua potable.

La bomba de impulsos simplemente usa la parte trompe para alimentar la parte del puente aéreo. Puede ver un vídeo que explica la bomba aquí .

Beneficios

Como se mencionó en la sección de Introducción , los principales beneficios de la bomba son dos. Primero, este diseño de bomba de impulsos no tiene componentes químicos, como es común en las bombas de burbujas impulsadas por calor, que operan bajo principios similares (consulte Bombas de burbujas impulsadas por calor a continuación). Esto permite utilizar la bomba para una gran variedad de tareas que requieren bombear agua no contaminada, como riego y bombeo de agua potable. Además, al no requerir ningún producto químico y utilizar el agua del arroyo disponible como fluido de bombeo, se reduce en gran medida el costo de la bomba.

En segundo lugar, la bomba de impulsos no tiene componentes móviles. Una vez instalada, esta bomba utiliza el flujo turbulento de la corriente para atrapar el aire y la gravedad para comprimirlo (consulte la sección Principio de funcionamiento a continuación) para bombear una porción del agua a una altura superior a la de la corriente. No se requieren componentes mecánicos, que normalmente son más costosos y difíciles de instalar.

Además de estos beneficios, también se ha afirmado que las bombas de impulsos tienen un efecto positivo en la calidad del agua al aumentar el contenido de oxígeno. ^[1] La idea básica es que al mezclar aire y agua en la bomba de admisión, el aumento de la superficie entre ellos permite que se transmita más oxígeno al agua de lo que es típico en una corriente. Se deben realizar más investigaciones para confirmar esta idea.

Historia

Los trompes se utilizaban antes de las turbinas hidroeléctricas para bombear aire a las minas, para proporcionar aire a las máquinas neumáticas que construyeron algunos de los primeros túneles alpinos y para impulsar los motores que iluminaban las zonas ricas de París a finales del siglo XIX. Las bombas de aire todavía son ampliamente utilizadas por las empresas de agua para bombear agua desde pozos muy profundos. Usan compresores para empujar el aire hacia los pozos y el aire entra en erupción a través de una segunda tubería más ancha que lleva agua.

Principio de funcionamiento

Bomba de impulsos en acción

La bomba pulsadora de proceso dividido tiene varias ventajas

Airlift también funciona en una tubería inclinada. ¡El viento crea olas! ¡incluso en una pipa! Lo he usado para levantar agua al menos a 10 metros de la bomba de impulsos. (No pude hacer una torre vertical de 10 metros de altura al lado del arroyo) pero con olas en una tubería, no hay necesidad de

Una bomba de impulsos (también conocida como bomba de burbujas) utiliza una cabeza hidráulica de agua para comprimir el aire, que desplaza el agua, empujando los "pulsos" de agua a una altura mayor que antes. Esto funciona según los mismos principios que un trampantojo y una bomba de transporte aéreo.

Construcción de un modelo

Basándose en el éxito de otros proyectos piloto similares, ^[2] se construyó un modelo de prueba de concepto. Los materiales enumerados aquí son para la construcción de un modelo, que se puede utilizar para aplicaciones a pequeña escala, como las que se describen en la sección Bombas existentes a continuación, o para pruebas adicionales. Los tubos de plástico que se describen aquí son tubos de plástico flexibles, que son útiles para realizar pruebas, ya que pueden doblarse a la altura correcta y reutilizarse para diferentes pruebas; sin embargo, también se podrían usar tuberías de PVC sólidas, que serían más prácticas de implementar en un lugar no. -situación de prueba. (Consulte la sección Pruebas ).

Materiales

Estos materiales son componentes intrínsecos de este modelo de bomba de impulsos. Aparte de las tijeras para cortar el tubo, no se utilizaron herramientas adicionales.

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  Fig. 1: 2 piezas de tubo de plástico transparente de 3/4" de diámetro interior

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  Fig 1a: 1 pieza de tubo de plástico transparente de 3/8" de diámetro interior

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  Fig. 1b: Conectores de tubo de plástico de 2 @ 3/4" que encajan dentro del tubo de plástico en un extremo y tienen roscas en el otro extremo

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  Fig. 1c: 1 accesorio de compresión de 3/8" que se ajusta alrededor del tubo en un extremo, comprimiéndolo en su lugar y tiene roscas en el otro extremo

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  Fig. 1d: Conector de tres vías de 1 @ 1 1/2" con dos aberturas de ajuste por fricción, una frente a la otra y una arriba

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  Fig 1e: 2 conectores de 1 1/2" a 3/4", roscados dentro de un extremo y ajuste por fricción en un extremo para conectar al conector de tres vías y al conector de tubo de plástico

• 

  Fig. 1f: Conector de 1 @ 1 1/2" a 3/8", roscado dentro de un extremo y ajuste por fricción en un extremo para conectar al conector de tres vías y al conector del tubo de plástico

Además de los elementos anteriores, se requirieron estos materiales adicionales para configurar este modelo y probarlo:

• 

  Fig 1: 1 manguera para suministrar agua de forma controlada

• 

  Fig 1a: soportes y mecanismos de conexión para sujetar tubos

• 

  Fig 1b: baldes y fregadero para drenar el exceso de agua

Costos

El coste de este prototipo era algo elevado, sin embargo, si se compara con el coste de la mayoría de los demás medios de bombeo de agua, es muy bajo. Además, si este diseño se construye a mayor escala, es probable que se pueda construir a un costo mucho menor. Los costos de este prototipo se aproximan a continuación:

Construyendo y configurando el modelo

El proceso de construcción de este modelo es muy sencillo, ya que tiene muy pocos componentes. La parte complicada viene con la configuración de los tubos para que permanezcan lo más verticales posible.

A continuación se muestra un vídeo del modelo que hice, mientras trabajaba. Observe las burbujas en los tubos que demuestran claramente que el tubo de entrada está en el régimen de flujo de burbujas y el tubo de bombeo está en el régimen de flujo lento.

Prototipo de bomba de impulsos

Autores: Brian White

El proceso utilizado para construir este modelo se describe en detalle a continuación.

1

Figura 1: El tubo de salida cortado de 3/4".

Cortar los tubos

• Primero, los tubos deben cortarse a la longitud deseada.
• En este modelo, el tubo de entrada de 3/4" se cortó para que tuviera aproximadamente 2,1 m de largo.
• El tubo de salida también se cortó para que tuviera 2,1 m de largo, de modo que pudiera variarse para realizar diferentes pruebas.
• El tubo de bombeo se mantuvo largo para poder variar la altura en las pruebas que se describen a continuación.

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Figura 2: El contenedor de separación conectado.

Conecte el contenedor de separación

• En este modelo, el conector de tres vías se utiliza como recipiente de separación para la bomba de impulsos.
• Los conectores de 1 1/2" a 3/4" encajaron perfectamente en los lados directamente opuestos del conector de tres vías. Se puede aplicar epoxi para garantizar un ajuste hermético.
• El conector de 1 1/2" a 3/8" se encajó en el orificio del conector de tres vías que está a 90 grados de cualquiera de los otros dos orificios.

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Figura 3: El conector al tubo de salida.

Figura 4: El conector al tubo de bombeo.

Conecte los conectores de los tubos

• Primero, atornille el accesorio de compresión para la conexión de 3/8" al conector de 1 1/2" a 3/8".
• Luego, atornille los racores de tubo de plástico para la conexión de 3/4" a los conectores de 1 1/2" a 3/4".
• Al conectarlos antes de conectar el tubo, el tubo no se enredará.

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Figura 5: El conector al tubo de entrada.

Conecte el tubo

• El tubo de 3/4" debe encajar perfectamente sobre el conector de 3/4". Se puede mantener en su lugar apretando una abrazadera de metal a su alrededor.
• La compresión de 3/8" tiene un componente que rodea el exterior del tubo, una pequeña pieza encaja dentro del tubo para mantenerlo abierto, luego la pieza que está alrededor del exterior del tubo se puede atornillar en el accesorio de compresión ya conectado. al conector de 1 1/2" a 3/8", manteniendo el tubo en su lugar.

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Figura 6: Bomba de impulsos ensamblada, con dirección de flujo indicada.

Asamblea

• Ahora todos los componentes principales de la bomba están conectados. El siguiente paso es configurar la bomba.
• Primero, determine un método para mantener los tubos en su lugar. Para ello se puede utilizar un tablero de madera y clavar los tubos en él. Para tener un dispositivo fácilmente ajustable, en este experimento los tubos se fijaron con cinta adhesiva al sistema de soporte y a la pared.
• Asegúrese de que los tubos estén verticales y que las alturas de los tubos sean las deseadas.
• Se conectó una manguera a la parte superior del tubo de entrada insertando tanto el tubo de 3/4" de diámetro como la boquilla de la manguera en un tubo corto de desechos de 1" de diámetro. La manguera se utilizó para simular el flujo del arroyo.
• El tubo de salida estaba configurado para drenar hacia el fregadero.

Pruebas

Después de configurar el modelo, se realizaron algunas pruebas preliminares para demostrar que la bomba realmente puede producir un trabajo útil. Se requieren pruebas mucho más detalladas antes de que este diseño de bomba de impulsos obtenga una aceptación y un uso más amplios.

En esta prueba se cambiaron dos variables, la altura hidráulica de la bomba y la altura del tubo de bombeo.

Se espera que a medida que aumenta la altura hidráulica, el caudal también aumente. Este efecto fue demostrado por la bomba y los resultados se muestran a continuación.

A medida que aumenta la altura del tubo de bombeo, se requiere más energía para que los pulsos lleguen a la parte superior del tubo. La disminución correspondiente en el caudal esperado se puede ver a continuación.

Cuando se combinan los efectos de ambas variables, el resultado es un gráfico que muestra cómo el caudal depende tanto de la altura hidráulica como de la altura del tubo de bombeo. Este gráfico se puede utilizar para demostrar la relación entre estas cantidades y el caudal. Incluso con cabezas hidráulicas grandes, el caudal podría ser pequeño si la altura del tubo de bombeo es grande. Además, incluso cuando la altura del tubo de bombeo es pequeña, una cabeza pequeña reducirá la cantidad de agua bombeada a través del tubo de bombeo. Esto se muestra a continuación.

En su máximo rendimiento (cabezal grande y tubo de bombeo corto), este modelo bombeaba a una velocidad que alcanzaba casi los 100 ml/s, o 1 litro cada 10 segundos. A pesar de las múltiples pruebas para cada valor, la reproducibilidad de estos resultados sigue siendo cuestionable. Independientemente del caudal exacto, este experimento muestra que existe un enorme potencial para que la bomba de impulsos se utilice ampliamente para bombear agua. Se deben realizar más pruebas para evaluar mejor la relación exacta entre el flujo, la altura y la altura del tubo de bombeo.

Modelo científico

A pesar de que las bombas de impulsos, o al menos varios diseños similares de este tipo de bombas, existen desde hace bastante tiempo, no existe una buena explicación o modelo que las describa. Problemas similares, como en el caso de las bombas de burbujas accionadas por calor , suelen ser sistemas cerrados que no requieren una tubería de salida. En esta sección, se presentan algunos de los principios científicos detrás del funcionamiento de esta bomba y se desarrollan dos modelos diferentes. El primer modelo es el modelo de manómetro simple y el segundo es el modelo de presión más complicado .

Flujo de dos fases

Un concepto importante para este diseño es el flujo de dos fases , que es cuando hay un líquido y un gas separados por un menisco. Hay al menos siete regímenes diferentes de flujo de dos fases, ^[3] varios de los cuales se exhiben durante el funcionamiento de la bomba de impulsos.

Flujo de lodo

La acción de elevación de la bomba hacia arriba por el tubo de bombeo ocurre principalmente en el régimen de flujo lento. En el flujo lento, el líquido y el gas se separan en diferentes capas que ocupan casi toda la sección transversal del tubo, como se muestra a continuación.

Para flujo en régimen slug, el diámetro del tubo permitido depende de la velocidad del flujo y su viscosidad. La velocidad en el tubo de la bomba es muy difícil de describir, incluso con varias suposiciones simplificadoras. Por ejemplo, si el tubo no es vertical, las burbujas ya no son simétricas, lo que provoca cambios en la velocidad de las burbujas. Se requieren varios términos adimensionales, incluidos el número de Froude, el número de Eotvos y el número de Reynolds, para describir completamente el flujo. ^[4] Aunque todavía no hay un acuerdo claro sobre cuál es el modelo más apropiado, se han propuesto varios. ^[5]

La determinación completa de las propiedades del fluido durante el flujo de slug y la derivación de un modelo que incluya todos los efectos de este régimen de flujo están más allá del alcance de este modelo. En cambio, se considera un modelo mucho más simple, asumiendo tubos completamente verticales y flujo constante, etc., como se analiza más adelante.

Modelo de manómetro

Igual altura de pajitas

Con varios tubos en el mismo líquido, la altura máxima del líquido en cada tubo viene dada por la conservación de la masa. Utilizando el mismo principio que un manómetro , la presión externa, la densidad y el diámetro del tubo determinan la altura del líquido. Esto significa que la densidad, ρ, multiplicada por el área de la sección transversal del tubo, A, multiplicada por la altura del fluido, h, es la misma para cada tubo cuando salen a la misma presión, como se muestra en el diagrama de la derecha. . Esto significa que si un recipiente cerrado está lleno de agua con dos pajitas iguales en la parte superior que están abiertas al aire, el líquido de las pajitas subirá a la misma altura, es decir, no habrá más líquido en una pajita que el otro.

Es decir:

 (ρAh)1=(ρAh)2{\displaystyle \ (\rho Ah)_{1}=(\rho Ah)_{2}}

Esto tiene sentido si todas las variables son constantes. En una bomba de impulsos, el problema es más complicado. Hay un tubo de entrada y un tubo de salida, con la misma sección transversal, pero de diferente altura, y luego está el tubo de bombeo con menor área y mayor altura. Los tubos de entrada y salida están casi completamente llenos de agua, por lo que la densidad se puede aproximar a la del agua; sin embargo, en un momento dado, el tubo de bombeo tiene una gran parte del tubo lleno de aire, no de agua. La ecuación anterior queda entonces:

 ρwatmir(Ah)inorteyomit=ρwatmir(Ah)ohtutyomit+[ρwatmir%watmir+ρair%air](Ah)pagtumetropag{\displaystyle \ \rho _{agua}(Ah)_{entrada}=\rho _{agua}(Ah)_{salida}+[\rho _{agua}\%_{agua}+\rho _{ aire}\%_{aire}](Ah)_{bomba}}

O, si los tubos de entrada y salida tienen la misma sección transversal:

 ρwatmirA(hinorteyomit−hohtutyomit)=[ρwatmir%watmir+ρair%air](Ah)pagtumetropag{\displaystyle \ \rho _{agua}A(h_{entrada}-h_{salida})=[\rho _{agua}\%_{agua}+\rho _{aire}\%_{air}] (Ah) {bomba}}

Dóndehinorteyomit−hohtutyomit{\displaystyle h_{entrada}-h_{salida}}es la cabeza hidráulica. La altura a la que se puede bombear el agua se puede determinar resolviendo parahpagtumetropag{\displaystyle h_{bomba}}

hpagtumetropag=ρwatmirA(hinorteyomit−hohtutyomit)[ρwatmir%watmir+ρair%air]Apagtumetropag{\displaystyle h_{bomba}={\frac {\rho _{agua}A(h_{entrada}-h_{salida})}{[\rho _{agua}\%_{agua}+\rho _{ aire}\%_{air}]A_{bomba}}}}

El principal problema de este modelo es que ignora la velocidad del fluido a medida que viaja a través de la bomba. Esta es una cantidad no despreciable, ya que si el movimiento del fluido fuera insignificante, el aire en el tubo de salida se separaría del agua y la bomba perdería su capacidad de mover agua. Sin embargo, este modelo de manómetro ilustra el principio básico de la bomba y refuta la crítica más común a la bomba de impulsos, que es que es físicamente imposible que el tubo de bombeo más pequeño bombee agua por encima de la altura inicial del chorro. El argumento anterior muestra que esto sólo es cierto si el fluido en el tubo de bombeo está estacionario o si la cantidad de aire presente es insignificante.

Modelo de presión

Teoría

Puntos importantes utilizados en el modelo de presión

Para tener en cuenta la velocidad, es necesario evaluar el flujo con mayor detalle, utilizando la conservación de la energía y la ecuación de Bernoulli . Este método modela el cambio de presión del flujo en los diferentes puntos

En la ubicación 4, la presión desde la ubicación 1 viene dada por:

 PAG4=PAG1+ρ4gramoh1−ρ4(v42−v12)2{\displaystyle \ P_{4}=P_{1}+\rho _{4}gh_{1}-{\frac {\rho _{4}(v_{4}^{2}-v_{1}^ {2})}{2}}}

Del mismo modo, a las 5 de 2:

 PAG5=PAG2+ρ5gramoh2−ρ5(v52−v22)2{\displaystyle \ P_{5}=P_{2}+\rho _{5}gh_{2}-{\frac {\rho _{5}(v_{5}^{2}-v_{2}^ {2})}{2}}}

Y a las 6 de 3:

 PAG6=PAG3+ρ6gramoh3−ρ6(v62−v32)2{\displaystyle \ P_{6}=P_{3}+\rho _{6}gh_{3}-{\frac {\rho _{6}(v_{6}^{2}-v_{3}^ {2})}{2}}}

Se supone que la velocidad en 3 es cero para determinar la altura máxima a la que se puede bombear el agua. Esto proporcionará un límite superior a la altura que puede alcanzar el agua. Además, se puede suponer que las presiones en 1, 2 y 3 son aproximadamente una atmósfera, ya que '3' sale a la atmósfera y '1' y '2' solo tienen una presión hidrostática muy pequeña, asociada con la profundidad de la atmósfera. arroyo. Al realizar un análisis de volumen de control en el recipiente inferior entre 4, 5 y 6, la conservación de la masa dicta:

 ρ4A4v4=ρ5A5v5+ρ6A6v6{\displaystyle \ \rho _ {4}A_ {4}v_ {4} = \ rho _ {5} A_ {5} v_ {5} + \ rho _ {6} A_ {6} v_ {6}}

Las áreas de todos los tubos se conocen por la geometría del experimento. El tubo de salida tiene un contenido mínimo de aire, por lo que se puede suponer que la densidad es igual a la del agua.

Basándose en el trabajo de una fuente, ^[6] que analizó una bomba de burbujas accionada por calor en un sistema cerrado, el cambio de presión de 4 y 5 a 6 se puede describir de la siguiente manera:

 PAG6=PAG4−ρ6v4(v6−v4)−PAG5+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})}

Hasta este punto de la derivación, todos los supuestos han sido para un caso bastante general. Los siguientes supuestos del modelo proporcionan un modelo más específico y simplificado. La primera suposición es que la velocidad entre 4 y 5 es aproximadamente constante. Como sólo una pequeña porción del fluido se desvía para salir por el tubo de bombeo, se supone que la mayor parte del fluido mantiene su impulso mientras continúa a través del tubo de salida.

En segundo lugar, se supone que el contenido de gas en el régimen de slug dentro del tubo de bombeo es del 70%, que es un valor promedio para el flujo de slug. Además, se supone que el gas en el tubo de entrada está en el régimen de flujo de burbujas, donde el contenido de gas es en promedio del 30%. ^[7] Estos significan que:

 ρ6=0,7ρair+0.3ρwatmir{\displaystyle \ \rho _{6}=0.7\rho _{aire}+0.3\rho _{agua}}

 ρ4=0.3ρair+0,7ρwatmir{\displaystyle \ \rho _{4}=0.3\rho _{aire}+0.7\rho _{agua}}

Probando la teoría

Diagrama de una bomba de impulsos

Con estas siete ecuaciones y los supuestos que las acompañan, el modelo de presión todavía tiene una incógnita más que la ecuación, lo que significa que se debe determinar una altura razonable mediante iteración. Las entradas son los parámetros geométricos del sistema, y ​​se deben generar la presión y la velocidad en '4', donde se espera que ocurra la presión más alta. Si estos valores son razonables, el sistema se puede configurar para que funcione; si no, entonces debería ocurrir otra iteración.

Se realizó una primera fase de modelado de este sistema utilizando el software EES. Se definieron las ecuaciones anteriores y se establecieron algunas condiciones iniciales. Como se puede observar en la imagen, además de las suposiciones enumeradas anteriormente, se deben ingresar la altura y diámetros de los tubos y la velocidad de la corriente en 1 y 2. Luego, el programa genera la velocidad a través del tubo y las presiones. Para evaluar mejor la validez de este modelo, se puede utilizar este programa EES o uno similar.

Bombas de impulsos existentes

Las bombas de impulsos carecen de credibilidad porque no ha habido una revisión por pares, aunque se están empezando a investigar más a fondo (consulte los enlaces externos a continuación). Sin embargo, se han construido varios modelos y hay videos disponibles en línea para mostrar cómo funcionan y cómo funcionan. Este diseño de bomba de impulsos no está patentado y los diseños son de dominio público. ^[8]

Bomba de impulsos de trabajo

Un ejemplo de una bomba de impulsos en funcionamiento de 20 años está disponible aquí , si no se carga a continuación. Esta bomba es impulsada por un pequeño chorro con 300 litros de agua que caen 0,5 metros produciendo energía. Las cifras de esa bomba muestran que una velocidad aparente del agua por la parte trompeta de entre 0,32 metros por segundo y 0,68 metros por segundo es lo suficientemente rápida como para enviar burbujas de aire por la tubería.

La velocidad aparente del aire en la sección del puente aéreo parece funcionar mejor entre 0,7 ms-1 y 1,5 metros por segundo. Esto fue cuando se usaron tuberías de 12 mm y 19 mm y se bombeó hacia arriba.

Una velocidad de aire aparente más baja funcionó mejor al bombear una pendiente. (La velocidad aparente es la velocidad del agua o del aire a través de las tuberías, suponiendo que solo había un fluido en la tubería). Es una buena guía si haces la tuya propia. brian

Las bombas de impulsos pueden funcionar con caudales y alturas mucho mayores que, según Gaiatechnician .

Debido a su extrema simplicidad, pueden ser de gran valor para las comunidades ribereñas. La pequeña bomba de impulsos del vídeo puede bombear unas 5 toneladas de agua por día a un contenedor de almacenamiento. ^[9]

Un segundo ejemplo (que se muestra aquí ) utiliza la bomba de impulsos para proporcionar agua a los animales. Tiene un caudal de suministro de aproximadamente 30 litros/min a través de un tubo de desagüe de 40 mm. Puede elevar 30 ml/min a 3 mo 1 l/min a 1 m. ^[10]

Mike Donevan, de ideas agrícolas prácticas, me permitió usar imágenes y texto de cuando la bomba estaba en su revista a cambio de un enlace. http://www.farmideas.co.uk/

Creo que serán valiosos para cualquiera que quiera cifras aproximadas para adivinar buenos tamaños de tubería para sus proyectos.

brian blanco

Bombas de burbujas impulsadas por calor

Diagrama de una bomba de burbujas impulsada por calor

Las bombas de burbujas impulsadas por calor son el tipo más común de bomba de impulsos que se encuentra. Utilizan un principio de funcionamiento similar al de este diseño de bomba de impulsos, pero en un sistema cerrado. En general, se mezcla con el fluido un refrigerante con un punto de ebullición inferior al del agua. Después de comprimir la mezcla, se calienta provocando que se formen burbujas del refrigerante en el fluido de trabajo. Luego, las burbujas de refrigerante empujan el agua hacia arriba por el tubo de la bomba, como en la bomba de impulsos. Luego, la mezcla ingresa a una cámara de separación, donde el líquido se envía a un absorbente y el refrigerante a un condensador. ^[11]

Conclusiones

Este diseño particular de bomba de impulsos es extremadamente sencillo de construir y tiene el potencial de tener un gran impacto en la forma en que se bombea el agua. No utiliza productos químicos para bombear el agua, por lo que el agua que regresa al arroyo no está contaminada. Por el contrario, se han hecho afirmaciones que indican que el agua devuelta al arroyo contiene más oxígeno, lo que proporciona un mejor ambiente para las criaturas submarinas. El agua que no regresa al arroyo se puede utilizar para regar la tierra o proporcionar agua potable. La elevación adicional que proporciona la bomba permite transportar el agua más lejos de lo que la corriente por sí sola podría mover.

La bomba en sí está hecha de muy pocos materiales, sólo tubos y conexiones simples, y una vez que se encuentra el diseño óptimo, se puede fabricar a bajo costo. Casi no se requiere mantenimiento una vez instalada la bomba, por lo que, aparte de los costos iniciales de instalación y equipo, la bomba puede proporcionar agua de forma económica y sencilla a quienes se encuentran cerca.

In this analysis, both an experimental model and a theoretical model were developed. The experimental model was based off a previous design, and acted as a proof of concept. The model clearly indicated the trends expected, showing highest flow rates for a large hydraulic head and a short pumping tube. Two theoretical models were proposed, the first based on the principle of conservation of mass, like a manometer. This model provided a rough estimate for the height of the second tube, but the validity is very limited because it assumes a negligible velocity, however it does serve to disprove the idea that this design for a pulser pump is physically impossible. The second theoretical model used both conservation of mass and conservation of energy to evaluate the velocities and pressures at each stage of the pump. This second model requires the user to iterate on the values produced in order to determine a reasonable geometry under specific conditions. Using Engineering Equation Solver, a template was formed that would allow the user to iterate on the assumptions made in order to determine the optimum geometry.

Recommendations

Both the experimental and the theoretical model would benefit greatly from a peer review and further research. The experimental model should be tested using a more rigid testing scheme, with many more tests at each height and head. Other variables such as the size of the container, the diameter of the tubes and the flow velocity should also be tested to determine their effects on the pulser pump, and a wider range of values should be used. The main setback encountered during this experiment was leakage though the original container and hose. By using the methods described above, these problems can easily be overcome and more time can be spent performing more detailed tests.

The theoretical model proposed could be further expanded and tested using software such as the EES program described above. In addition, there are several factors that were not accounted for that must be included in the model for it to accurately predict the flow rate through the pump. These include:

• Analysis of two phase slug flow in pumping tube
• Determination of air content and flow regime in inlet and outlet tubes
• Friction/Viscous losses
• Turbulent Flow
• Pressure gradient across separation container

External links

• Gaiatechnician's explaination on YouTube can be found here. For a more detailed explaination, visit his website
• Other videos of working pulser pumps can be found here and here
• Bubble Action Pumps Ltd. make a similar product, that pumps water through solar thermal panels. Check it out on their website.
• Altenergymag describes pulser pumps here
• All About Pumps also have a description here
• Para obtener una descripción de cómo hacer una bomba de impulsos, visite Instructables

Referencias

Datos de la página

Palabras clave	agua , bomba de agua , bomba de impulsos , tubería de plástico , conectores de tubería , conector de tres vías
ODS	ODS06 Agua limpia y saneamiento
Autores	Abby , Brian Blanco
Licencia	CC-BY-SA-3.0
Idioma	Inglés (es)
Traducciones	Kirguís , holandés , ruso , chino , lituano , francés , español
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Created	February 3, 2008 by Brian White
Modified	October 23, 2023 by StandardWikitext bot
Cite as	Abby, Brian White (2008–2023). "Pulser pump". Appropedia. Retrieved February 23, 2024.
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