Pulser pump/fr
| Type | Pompe à eau |
|---|---|
| Auteurs | Brian White |
| Emplacement | Kingston , Canada |
| Statut | Conçu Modélisé Prototypé Déployé |
| Année | 2008 |
| Coût | 60 $US |
La pompe à impulsions est un dispositif mécanique simple, alimenté par l'eau, aussi appelé pompe à bulles. Ses composants ont été utilisés à diverses fins, notamment pour l'extraction de pétrole ou dans les cycles de réfrigération. Les pompes à bulles thermiques sont les plus courantes, mais ce type de pompe à impulsions, qui utilise l'écoulement turbulent d'un cours d'eau pour piéger l'air, est encore peu répandu. Les deux principaux avantages de cette pompe sont son absence de pièces mécaniques ou mobiles et son utilisation de l'eau du cours d'eau, sans aucun produit chimique. Une fois installée près d'un cours d'eau, la pompe peut aspirer l'eau en utilisant uniquement l'énergie du cours d'eau.
J'autorise la réutilisation et l'adaptation de toutes les images et gifs animés que j'ai produits pour ce projet. Brian White, le 3 mai 2010
Informations générales
Aperçu
La pompe à impulsions est une combinaison d'une pompe à trompe et d'une pompe à air pulsé . Installée près d'un cours d'eau, elle peut pomper l'eau à une hauteur supérieure à celle du cours d'eau. Cela permet d'accéder facilement aux cours d'eau difficiles d'accès ou d'acheminer l'eau d'un cours d'eau vers un autre point, à des fins d'irrigation ou d'alimentation en eau potable.
La pompe à impulsions utilise simplement la trompe pour alimenter la partie airlift. Une vidéo explicative est disponible ici .
Avantages
Comme mentionné dans l' introduction , les principaux avantages de cette pompe sont doubles. Premièrement, cette conception de pompe à impulsions ne comporte aucun composant chimique, contrairement aux pompes à bulles thermiques, qui fonctionnent selon un principe similaire (voir « Pompes à bulles thermiques » ci-dessous). Cela permet d'utiliser la pompe pour une grande variété de tâches nécessitant le pompage d'eau non contaminée, comme l'irrigation et le pompage d'eau potable. De plus, l'absence de produits chimiques et l'utilisation de l'eau du ruisseau comme fluide de pompage réduisent considérablement le coût de la pompe.
Deuxièmement, la pompe à impulsions n'a aucun composant mobile. Une fois installée, elle utilise le flux turbulent du cours d'eau pour piéger l'air et la gravité pour le comprimer (voir la section « Principe de fonctionnement » ci-dessous) afin de pomper une partie de l'eau à une hauteur supérieure à celle du cours d'eau. Aucun composant mécanique, généralement plus coûteux et plus difficile à installer, n'est requis.
Outre ces avantages, il a également été affirmé que les pompes à impulsions ont un effet positif sur la qualité de l'eau en augmentant la teneur en oxygène. [ 1 ] L'idée de base est qu'en mélangeant l'air et l'eau dans la pompe d'admission, la surface accrue entre eux permet de transmettre à l'eau une quantité d'oxygène supérieure à celle d'un cours d'eau. D'autres recherches doivent être menées pour confirmer cette hypothèse.
Histoire
Avant l'apparition des turbines hydroélectriques, les trompes étaient utilisées pour pomper l'air dans les mines, alimenter les machines pneumatiques qui ont construit certains des premiers tunnels alpins et alimenter les moteurs qui éclairaient les quartiers aisés de Paris à la fin du XIXe siècle. Les pompes à air oléodynamique sont encore largement utilisées par les services des eaux pour pomper l'eau des puits très profonds. Des compresseurs propulsent l'air dans les puits, puis l'air jaillit par un deuxième tuyau plus large, emportant l'eau avec lui.
Principe de fonctionnement
Une pompe à impulsions (aussi appelée pompe à bulles) utilise la pression hydraulique de l'eau pour comprimer l'air, ce qui déplace l'eau et propulse les impulsions d'eau à une hauteur plus élevée qu'auparavant. Son principe est le même qu'une pompe à trompe et une pompe à air comprimé.
Construction d'un modèle
Grâce au succès d'autres projets pilotes similaires, [ 2 ] un modèle de validation technique a été construit. Les matériaux énumérés ici sont destinés à la construction d'un modèle, utilisable pour des applications à petite échelle, comme celles décrites dans la section « Pompes existantes » ci-dessous, ou pour des tests complémentaires. Les tubes en plastique décrits ici sont flexibles, utiles pour les tests, car ils peuvent être pliés à la bonne hauteur et réutilisés pour différents essais. Cependant, des tuyaux en PVC rigides pourraient aussi être utilisés, plus pratiques à mettre en œuvre hors test. (Voir la section « Tests » .)
Matériaux
Ces matériaux sont des composantes essentielles de ce modèle de pompe à impulsions. À part des ciseaux pour couper le tube, aucun outil supplémentaire n'a été utilisé.
Fig. 1 : 2 morceaux de tube en plastique transparent de 3/4 po de diamètre intérieur
Fig. 1a : 1 morceau de tube en plastique transparent de 3/8 po de diamètre intérieur
Fig 1b : 2 connecteurs de tube en plastique de 3/4 po qui s'insèrent à l'intérieur du tube en plastique à une extrémité et ont des filetages à l'autre extrémité
Fig 1c : 1 raccord à compression de 3/8 po qui s'adapte autour du tube à une extrémité, le comprimant en place, et possède des filetages à l'autre extrémité
Fig 1d : 1 connecteur à trois voies de 1 1/2 po avec deux ouvertures à ajustement serré l'une en face de l'autre et une au-dessus
Fig 1e : 2 connecteurs de 1 1/2" à 3/4", filetés à l'intérieur d'une extrémité et ajustés par friction à une extrémité pour se connecter au connecteur à trois voies et au connecteur de tube en plastique
Fig 1f : 1 connecteur de 1 1/2" à 3/8", fileté à l'intérieur d'une extrémité et ajusté par friction à une extrémité pour se connecter au connecteur à trois voies et au connecteur de tube en plastique
En plus des éléments ci-dessus, ces matériaux supplémentaires ont été nécessaires pour configurer ce modèle et le tester :
Fig 1 : 1 tuyau pour fournir de l'eau de manière contrôlée
Fig 1a : supports et mécanismes de raccordement pour maintenir les tubes
Fig 1b : seaux et évier pour évacuer l'excès d'eau
Coûts
Le coût de ce prototype était relativement élevé, mais comparé à celui de la plupart des autres moyens de pompage de l'eau, il est très faible. De plus, si ce modèle était développé à plus grande échelle, il pourrait être construit à un coût bien inférieur. Les coûts approximatifs de ce prototype sont les suivants :
| Article | Prix |
| Tubes en plastique | 40 $ |
| Connecteurs de tubes (tous) | 10 $ |
| Connecteur à trois voies | 10 $ |
| Total | 60 $ |
Construction et configuration du modèle
La construction de ce modèle est très simple, car il comporte très peu de composants. La difficulté réside dans l'installation des tubes pour qu'ils restent aussi verticaux que possible.
Une vidéo du modèle que j'ai fait est montrée ci-dessous. Notez les bulles dans les tubes, qui montrent clairement que le tube d'entrée est en régime de bulles et que le tube de pompage est en régime de pics.
Le processus utilisé pour construire ce modèle est décrit en détail ci-dessous.
- Tout d'abord, les tubes doivent être coupés à la longueur souhaitée.
- Dans ce modèle, le tube d'entrée de 3/4" a été coupé pour mesurer environ 2,1 m de long.
- Le tube de sortie a aussi été coupé pour mesurer 2,1 m de long, ce qui permet de le faire varier pour faire différents tests.
- Le tube de pompage a été gardé long afin de pouvoir varier la hauteur dans les essais décrits ci-dessous.
- Dans ce modèle, le connecteur à trois voies est utilisé comme contenant de séparation pour la pompe à impulsions.
- Les connecteurs de 1 1/2" à 3/4" ont été parfaitement ajustés aux côtés opposés du connecteur à trois voies. De l'époxy peut être appliqué pour assurer une étanchéité parfaite.
- Le connecteur de 1 1/2" à 3/8" a été inséré dans le trou du connecteur à trois voies qui est à 90 degrés de l'un des deux autres trous.
- Tout d'abord, vissez le raccord de compression pour la connexion 3/8 po au connecteur 1 1/2 po à 3/8 po
- Ensuite, vissez les raccords de tuyau en plastique pour la connexion 3/4 po aux connecteurs 1 1/2 po à 3/4 po
- En les connectant avant de brancher le tube, ce dernier ne s'emmêlera pas.
- Le tube de 3/4" doit être bien ajusté sur le connecteur de 3/4". Il peut être maintenu en place en serrant un collier métallique autour.
- La compression 3/8" a un composant qui fait le tour de l'extérieur du tube, une petite pièce s'insère à l'intérieur du tube pour le maintenir ouvert, puis la pièce qui se trouve autour de l'extérieur du tube peut être vissée dans le raccord de compression déjà connecté au connecteur 1 1/2" à 3/8", maintenant le tube en place.
- Tous les principaux composants de la pompe sont maintenant connectés. La prochaine étape est de l'installer.
- Tout d'abord, déterminez une méthode pour maintenir les tubes en place. Pour ce faire, utilisez une planche en bois sur laquelle vous pouvez clouer les tubes. Afin de disposer d'un dispositif facilement ajustable, les tubes ont été fixés au support et au mur avec du ruban adhésif.
- Assurez-vous que les tubes sont verticaux et que les hauteurs des tubes sont celles souhaitées.
- Un tuyau a été raccordé au sommet du tube d'admission en insérant le tube de 19 mm de diamètre et l'embout du tuyau dans un court tube de récupération de 2,5 cm de diamètre. Le tuyau a servi à simuler l'écoulement du ruisseau.
- Le tube de sortie a été réglé pour se vider dans l'évier.
Tester
Après la mise au point du modèle, quelques essais préliminaires ont été effectués pour démontrer que la pompe pouvait effectivement produire un travail utile. Des tests beaucoup plus poussés sont nécessaires avant que ce modèle de pompe à impulsions ne soit plus largement accepté et utilisé.
Dans ce test, deux variables ont été modifiées : la charge hydraulique de la pompe et la hauteur du tube de pompage.
On s'attend à ce que l'augmentation de la charge hydraulique entraîne une augmentation du débit. Cet effet a été démontré par la pompe, et les résultats sont présentés ci-dessous.
À mesure que la hauteur du tube de pompage augmente, l'énergie nécessaire pour que les impulsions atteignent le sommet du tube augmente. La diminution correspondante du débit attendue est illustrée ci-dessous.
La combinaison des effets de ces deux variables donne un graphique montrant comment le débit dépend à la fois de la charge hydraulique et de la hauteur du tube de pompage. Ce graphique permet de démontrer la relation entre ces deux grandeurs et le débit. Même avec des charges hydrauliques élevées, le débit peut être faible si la hauteur du tube de pompage est importante. De plus, même avec une faible hauteur du tube de pompage, une faible hauteur réduira le débit d'eau pompé. Ceci est illustré ci-dessous.
À son rendement maximal (haute pression et tube de pompage court), ce modèle a pompé à un débit atteignant près de 100 ml/s, soit 1 l toutes les 10 secondes ! Malgré de multiples tests à chaque valeur, la reproductibilité de ces résultats reste sujette à caution. Quel que soit le débit exact, cette expérience démontre le potentiel considérable de la pompe à impulsions pour une utilisation généralisée du pompage de l'eau. Des tests supplémentaires devront être effectués afin de mieux évaluer la relation exacte entre le débit, la hauteur de la pompe et la hauteur du tube de pompage.
Modèle scientifique
Bien que les pompes à impulsions, ou du moins diverses conceptions similaires, existent depuis longtemps, il n'existe pas d'explication ni de modèle précis pour les décrire. Des problèmes semblables, comme ceux des pompes à bulles thermiques , concernent souvent des systèmes fermés, ne nécessitant pas de tuyau de sortie. Cette section présente certains des principes scientifiques de fonctionnement de cette pompe et développe deux modèles différents : le premier, le modèle manométrique simple, et le second, le modèle de pression, plus complexe .
Écoulement biphasé
Un concept important pour cette conception est l'écoulement diphasique , c'est-à-dire lorsqu'un liquide et un gaz sont séparés par un ménisque. Il existe au moins sept régimes différents d'écoulement diphasique [ 3 ] , dont plusieurs sont observés pendant le fonctionnement de la pompe à impulsions.
Flux de limaces
L'action de levage de la pompe dans le tube de pompage se produit principalement en régime d'écoulement en bouchon. Dans ce cas, le liquide et le gaz se séparent en différentes couches occupant presque toute la section du tube, comme illustré ci-dessous.
Pour un écoulement en régime de bouchon, le diamètre autorisé du tube dépend de la vitesse de l'écoulement et de sa viscosité. La vitesse dans le tube de la pompe est très difficile à décrire, même avec plusieurs hypothèses simplificatrices. Par exemple, si le tube n'est pas vertical, les bulles ne sont plus symétriques, ce qui entraîne des variations de vitesse. Plusieurs termes sans dimensions, dont le nombre de Froude, le nombre d'Eotvos et le nombre de Reynolds, sont nécessaires pour décrire complètement l'écoulement. [ 4 ] Bien qu'il n'y ait pas encore de consensus clair sur le modèle le plus approprié, plusieurs ont été proposés. [ 5 ]
La détermination complète des propriétés du fluide lors d'un écoulement en régime de bouchon et la dérivation d'un modèle incluant tous les effets de ce régime d'écoulement dépassent le cadre de ce modèle. Un modèle beaucoup plus simple est donc envisagé, supposant des tubes entièrement verticaux et un écoulement stable, comme expliqué plus loin.
Modèle de manomètre
Avec plusieurs tubes dans le même liquide, la hauteur maximale du liquide dans chaque tube est donnée par la conservation de la masse. En utilisant le même principe qu'un manomètre , la pression externe, la masse volumique et le diamètre du tube déterminent la hauteur du liquide. Cela signifie que la masse volumique, ρ, multipliée par la section transversale du tube, A, multipliée par la hauteur du fluide, h, est la même pour chaque tube lorsqu'ils sortent à la même pression, comme illustré sur le schéma de droite. Cela signifie que si un récipient fermé est rempli d'eau avec deux pailles identiques en haut, ouvertes à l'air, le liquide dans les pailles montera à la même hauteur, c'est-à-dire qu'il n'y aura pas plus de liquide dans une paille que dans l'autre.
C'est-à-dire :
(ρUNh)1=(ρUNh)2
Ça fait du sens si toutes les variables sont constantes. Dans une pompe à impulsions, le problème est plus complexe. On trouve un tube d'entrée et un tube de sortie, de même section, mais de hauteurs différentes, ainsi qu'un tube de pompage, de plus petite section et de hauteur plus élevée. Les tubes d'entrée et de sortie sont presque entièrement remplis d'eau, ce qui permet d'estimer la densité de l'eau. Cependant, à un moment donné, une grande partie du tube de pompage est remplie d'air, pas d'eau. L'équation ci-haut devient alors :
ρwuntetr(UNh)Jenlett=ρwuntetr(UNh)outoitlett+[ρwuntetr%wuntetr+ρunJer%unJer](UNh)ptoimp
Ou, si les tuyaux d'entrée et de sortie ont la même section transversale :
ρwuntetrUN(hJenlett−houtoitlett)=[ρwuntetr%wuntetr+ρunJer%unJer](UNh)ptoimp
OùhJenlett−houtoitlettest la charge hydraulique. La hauteur à laquelle l'eau peut être pompée peut alors être déterminée en résolvanthptoimp
hptoimp=ρwuntetrUN(hJenlett−houtoitlett)[ρwuntetr%wuntetr+ρunJer%unJer]UNptoimp
Le principal problème avec ce modèle est qu'il ignore la vitesse du fluide lorsqu'il passe dans la pompe. Il s'agit d'une quantité non négligeable : si le mouvement du fluide était négligeable, l'air présent dans le tube de sortie se séparerait de l'eau et la pompe perdrait sa capacité à déplacer l'eau. Ce modèle de manomètre illustre cependant le principe de base de la pompe et réfute la critique la plus courante concernant la pompe à impulsions, à savoir l'impossibilité physique pour le tube de pompage plus petit de pomper l'eau au-delà de la hauteur initiale du jet. L'argument ci-haut montre que c'est vrai seulement si le fluide dans le tube de pompage est stationnaire ou si la quantité d'air présente est négligeable.
Modèle de pression
Théorie
Pour tenir compte de la vitesse, l'écoulement doit être évalué plus en détail, à l'aide de la conservation de l'énergie et de l'équation de Bernoulli . Cette méthode modélise la variation de pression de l'écoulement en différents points.
À l'emplacement 4, la pression de l'emplacement 1 est donnée par :
P4=P1+ρ4gh1−ρ4(v42−v12)2
De même, à 5 sur 2 :
P5=P2+ρ5gh2−ρ5(v52−v22)2
Et à 6 sur 3 :
P6=P3+ρ6gh3−ρ6(v62−v32)2
La vitesse à 3 est supposée nulle afin de déterminer la hauteur maximale à laquelle l'eau peut être pompée. Cela fournira une limite supérieure à la hauteur que l'eau peut atteindre. De plus, les pressions à 1, 2 et 3 peuvent être supposées être d'environ une atmosphère, car « 3 » sort à l'atmosphère et « 1 » et « 2 » n'ont qu'une très faible pression hydrostatique, liée à la profondeur du cours d'eau. En effectuant une analyse du volume de contrôle sur le récipient inférieur entre 4, 5 et 6, la conservation de la masse impose :
ρ4UN4v4=ρ5UN5v5+ρ6UN6v6
Les surfaces de tous les tubes sont connues grâce à la géométrie de l'expérience. Le tube de sortie contient très peu d'air ; on peut donc supposer que sa masse volumique est égale à celle de l'eau.
En s'appuyant sur les travaux d'une source, [ 6 ] qui a analysé une pompe à bulles entraînée par la chaleur dans un système fermé, le changement de pression de 4 et 5 à 6 peut être décrit comme suit :
P6=P4−ρ6v4(v6−v4)−P5+ρ6v5(v6−v5)
Jusqu'à présent, toutes les hypothèses de dérivation ont porté sur un cas assez général. Les hypothèses suivantes du modèle fournissent un modèle plus précis et simplifié. La première hypothèse est que la vitesse entre 4 et 5 est approximativement constante. Comme seulement une petite partie du fluide est déviée pour sortir du tube de pompage, on suppose que la majeure partie du fluide conserve sa quantité de mouvement tout en poursuivant son écoulement dans le tube de sortie.
Deuxièmement, la teneur en gaz dans le tube de pompage en régime de bouchon est supposée être de 70 %, ce qui correspond à la valeur moyenne d'un écoulement en bouchon. De plus, le gaz dans le tube d'admission est supposé être en régime de bulle, où la teneur en gaz est en moyenne de 30 %. [ 7 ] Ça veut dire que :
ρ6=0.7ρunJer+0.3ρwuntetr
ρ4=0.3ρunJer+0.7ρwuntetr
Tester la théorie
Avec ces sept équations et les hypothèses qui les accompagnent, le modèle de pression comporte encore une inconnue, ce qui signifie qu'une hauteur raisonnable doit être déterminée par itération. Les entrées sont les paramètres géométriques du système, et la pression et la vitesse à « 4 », où la pression maximale est attendue, doivent être générées en sortie. Si ces valeurs sont raisonnables, le système peut être configuré pour fonctionner ; sinon, une autre itération est nécessaire.
Une première modélisation de ce système a été réalisée à l'aide du logiciel EES. Les équations ci-haut ont été définies et certaines conditions initiales ont été établies. Comme le montre l'image, la hauteur et le diamètre des tubes ainsi que la vitesse du flux aux points 1 et 2 doivent être saisis, en plus des hypothèses mentionnées ci-dessus. Le programme fournit ensuite la vitesse dans le tube et les pressions. Afin de mieux évaluer la validité de ce modèle, ce logiciel EES ou un logiciel similaire peut être utilisé.
Pompes à impulsions existantes
Les pompes à impulsions manquent de crédibilité, car elles n'ont pas fait l'objet d'une évaluation par les pairs, bien qu'elles commencent à faire l'objet de recherches plus approfondies (voir les liens externes ci-dessous). Plusieurs modèles ont cependant été construits et des vidéos sont disponibles en ligne pour illustrer leur fonctionnement. Ce modèle de pompe à impulsions n'est pas breveté et relève du domaine public. [ 8 ]
Pompe à impulsions fonctionnelle
Un exemple de pompe à impulsions en état de marche, vieille de 20 ans, est disponible ici , si elle ne se charge pas ci-dessous. Cette pompe est alimentée par un petit ruisseau de 300 litres d'eau tombant de 0,5 mètre, produisant l'énergie. Les données de cette pompe montrent qu'une vitesse apparente de l'eau dans la partie trompette comprise entre 0,32 et 0,68 mètre par seconde est suffisante pour propulser les bulles d'air dans la conduite.
La vitesse apparente de l'air dans la section de pompage semble optimale entre 0,7 ms-1 et 1,5 mètre par seconde. Ceci a été observé lors de l'utilisation de tuyaux de 12 et 19 mm et d'un pompage vertical.
Une vitesse apparente de l'air plus basse était plus efficace pour gonfler une pente. (La vitesse apparente est la vitesse de l'eau ou de l'air dans les tuyaux, en supposant qu'un seul fluide se trouve dans le tuyau.) C'est un bon guide si vous le faites vous-même. Brian
Les pompes à impulsions peuvent fonctionner avec des débits et des hauteurs de refoulement beaucoup plus élevés que cela, selon Gaiatechnician .
En raison de leur grande simplicité, elles peuvent s'avérer très utiles aux communautés riveraines. La minuscule pompe à impulsions montrée dans la vidéo peut pomper environ 5 tonnes d'eau par jour vers un réservoir de stockage. [ 9 ]
Un deuxième exemple (illustré ici ) utilise la pompe à impulsions pour alimenter les animaux en eau. Son débit d'alimentation est d'environ 30 litres/min par un tuyau d'évacuation de 40 mm. Elle peut pomper 30 ml/min à 3 m ou 1 l/min à 1 m. [ 10 ]
Mike Donevan de Practical Farm Ideas m'a permis d'utiliser des images et du texte de l'époque où la pompe était dans son magazine en échange d'un lien. http://www.farmideas.co.uk/
Je pense qu'ils seront utiles à tous ceux qui veulent des chiffres approximatifs pour deviner les bonnes tailles de tuyaux pour leurs projets.
Brian White
Pompes à bulles thermiques
Les pompes à bulles thermiques sont le type de pompe à impulsion le plus courant. Leur principe de fonctionnement est semblable à celui de la pompe à impulsion, mais en circuit fermé. En général, un fluide frigorigène dont le point d'ébullition est inférieur à celui de l'eau est mélangé au fluide. Après compression, le mélange est chauffé, ce qui provoque la formation de bulles de réfrigérant dans le fluide de travail. Ces bulles de fluide propulsent ensuite l'eau vers le haut du tube de la pompe, comme dans la pompe à impulsion. Le mélange entre ensuite dans une chambre de séparation, où le liquide est envoyé vers un absorbeur et le fluide frigorigène vers un condenseur. [ 11 ]
Conclusions
Ce modèle de pompe à impulsions est extrêmement simple à construire et pourrait avoir un impact considérable sur le pompage de l'eau. L'eau n'utilise pas de produits chimiques, ce qui permet de la rejeter dans le cours d'eau sans contamination. Au contraire, des études ont montré que l'eau rejetée dans le cours d'eau contient plus d'oxygène, offrant ainsi un meilleur environnement aux organismes aquatiques. L'eau non rejetée peut servir à irriguer les terres ou à fournir de l'eau potable. L'élévation supplémentaire offerte par la pompe permet de transporter l'eau plus loin que le cours d'eau seul ne pourrait le faire.
La pompe elle-même est composée de très peu de matériaux, de simples tubes et raccords. Une fois la conception optimale trouvée, sa fabrication est économique. Une fois installée, elle ne nécessite pratiquement aucun entretien. Outre les coûts d'installation et d'équipement initiaux, elle permet de fournir de l'eau facilement et à moindre coût aux riverains.
Dans cette analyse, un modèle expérimental et un modèle théorique ont été développés. Le premier, basé sur une conception antérieure, a servi de preuve de concept. Il a clairement indiqué les tendances attendues, montrant des débits maximaux pour une charge hydraulique importante et un tube de pompage court. Deux modèles théoriques ont été proposés : le premier, basé sur le principe de conservation de la masse, à la manière d'un manomètre, fournit une estimation approximative de la hauteur du second tube, mais sa validité est très limitée car il suppose une vitesse négligeable. Il permet néanmoins de réfuter l'idée que cette conception de pompe à impulsions est physiquement impossible. Le deuxième modèle théorique utilise à la fois la conservation de la masse et de l'énergie pour évaluer les vitesses et les pressions à chaque étage de la pompe. Ce deuxième modèle nécessite que l'utilisateur itère sur les valeurs obtenues afin de déterminer une géométrie raisonnable dans des conditions spécifiques. À l'aide d'un solveur d'équations d'ingénierie, un modèle a été créé pour permettre à l'utilisateur d'itérer sur les hypothèses formulées afin de déterminer la géométrie optimale.
Recommandations
Les modèles expérimentaux et théoriques bénéficieraient grandement d'une évaluation par les pairs et de recherches plus approfondies. Le modèle expérimental devrait être testé selon un protocole plus rigoureux, avec plus de tests à chaque hauteur et hauteur manométrique. D'autres variables, telles que la taille du récipient, le diamètre des tubes et la vitesse d'écoulement, devraient également être testées afin de déterminer leurs effets sur la pompe à impulsions, et une plage de valeurs plus large devrait être utilisée. Le principal inconvénient rencontré lors de cette expérience était une fuite au niveau du contenant et du tuyau d'origine. Grâce aux méthodes décrites ci-dessus, ces problèmes peuvent être facilement résolus et des tests plus détaillés peuvent être effectués plus rapidement.
Le modèle théorique proposé pourrait être développé et testé à l'aide d'un logiciel tel que le programme EES décrit ci-dessus. De plus, plusieurs facteurs non pris en compte doivent être inclus dans le modèle pour prédire avec précision le débit de la pompe. Parmi ceux-ci, on peut citer :
- Analyse de l'écoulement diphasique en forme de bouchon dans un tube de pompage
- Détermination de la teneur en air et du régime d'écoulement dans les tubes d'entrée et de sortie
- Pertes par friction/visqueuses
- Écoulement turbulent
- Gradient de pression à travers le récipient de séparation
Liens externes
- L'explication de Gaiatechnician sur YouTube est disponible ici . Pour une explication plus détaillée, visitez son site web.
- D'autres vidéos de pompes à impulsions en fonctionnement peuvent être trouvées ici et ici
- Bubble Action Pumps Ltd. propose un produit similaire, qui pompe l'eau grâce à des panneaux solaires thermiques. Découvrez-le sur leur site web .
- Altenergymag décrit ici les pompes à impulsions
- All About Pumps a aussi une description ici
- Pour une description de la façon de fabriquer une pompe à impulsions, visitez Instructables
Références
- ↑ Tout sur les pompes. Disponible à l'adresse : http://web.archive.org/web/20210125002710/http://www.animatedsoftware.com/pumpglos/glpulser.htm [consulté le 15 avril 2010].
- ↑ Brian White « Pulser Pumps » disponible en ligne : http://nxtwave.tripod.com/gaiatech/pulser/builder.htm [consulté le 3 avril 2010]
- ↑ J.B. McQuillen, R. Vernon et AE Dukler. « Flow regimes in gas-liquid flows », disponible en ligne à : http://web.archive.org/web/20170704025739/http://www3.nd.edu/~mjm/flow.regimes.html [Consulté le 15 avril 2010]
- ↑ J. Fabre et A. Line, « Modéling of Two-Phase Slug Flow », Annu. Rev. Fluid Mech : 1992. Disponible en ligne : http://arjournals.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.fl.24.010192.000321?cookieSet=1 [Consulté le 15 avril 2009]
- ↑ XIA Guo-dong, CUI Zhen-zhen, LIU Qing, ZHOU Fang-de, HU Ming-sheng « Un modèle pour la distribution de la longueur des bouchons liquides dans un écoulement vertical gaz-liquide », Journal of Hydrodynamics : 2009. Disponible en ligne : [consulté le 15 avril 2010]
- ↑ Susan J. White. « Bubble Pump Design and Performance » Georgia Institute of Technology : août 2001. Disponible en ligne à l'adresse : http://www.me.gatech.edu/energy/SusanThesis.pdf [consulté le 13 avril 2010].
- ↑ Livre blanc de Micro Motion. « Explaining how two-phase flow affects mass flowmeters », Micro Motion, Inc. États-Unis : 2004. Disponible en ligne : http://web.archive.org/web/20130123193851/http://www.documentation.emersonprocess.com:80/groups/public_public_mmisami/documents/whitepaper/wp-00698.pdf [Consulté le : 15 avril 2010]
- ↑ Brian White « The Pulser Pump ». Disponible sur : http://www.altenergymag.com/emagazine.php?issue_number=03.10.01&article=pulser [Consulté le 15 avril 2010].
- ↑ Pompe à impulsions (pompe à air comprimé). Disponible à l'adresse : http://ca.youtube.com/watch?v=oxJTC77PADQ [consulté le 15 avril 2010].
- ↑ Pompe à impulsions cornouaillaise. Disponible sur : http://www.youtube.com/watch?v=Tf1-7fL_UIk [Consulté le 15 avril 2010].
- ↑ Susan J. White. « Bubble Pump Design and Performance » Georgia Institute of Technology : août 2001. Disponible en ligne à l'adresse : http://www.me.gatech.edu/energy/SusanThesis.pdf [consulté le 13 avril 2010].
| Auteurs | Abby , Brian White |
|---|---|
| Licence | CC-BY-SA-3.0 |
| Organisations | Mech425 , Université Queen's |
| Citer comme | Abby , Brian White (2008–2025). « Pulser pump » . Appropedia . Consulté le 17 août 2025 . |