Pulser pump/pl

Pompa pulsacyjna to proste, napędzane wodą urządzenie mechaniczne, znane również jako pompa bąbelkowa. Elementy tej pompy były wykorzystywane do różnych celów, w tym do wydobywania ropy naftowej lub w cyklach chłodniczych. Najczęściej spotykane są pompy bąbelkowe napędzane ciepłem, ale ta konkretna konstrukcja pompy pulsacyjnej, wykorzystująca turbulentny przepływ w strumieniu do zatrzymywania powietrza, nie jest jeszcze powszechnie stosowana. Dwie główne zalety tej pompy to brak części mechanicznych ani ruchomych oraz brak użycia chemikaliów, a jedynie wody ze strumienia. Po zainstalowaniu w pobliżu strumienia, pompa może podnosić wodę, wykorzystując wyłącznie energię strumienia.

Wyrażam zgodę na ponowne wykorzystanie i adaptację wszelkich zdjęć i animowanych plików gif, które stworzyłem w przeszłości na potrzeby tego projektu. Brian White, 3 maja 2010 r.

Pompa pulsacyjna to połączenie pompy trompe i pompy pneumatycznej . Zainstalowana w pobliżu strumienia, pompa pulsacyjna może pompować wodę na wysokość ponad jego poziom. Umożliwia to łatwy dostęp do trudno dostępnych miejsc lub przesyłanie wody z strumienia do innego miejsca, w celu nawadniania lub jako woda pitna.

Pompa impulsowa wykorzystuje po prostu część Trompe do zasilania części pneumatycznej. Film objaśniający działanie pompy można obejrzeć tutaj .

Jak wspomniano we wstępie , główne zalety pompy są dwojakie. Po pierwsze, ta konstrukcja pompy impulsowej nie zawiera żadnych składników chemicznych, co jest powszechne w pompach bąbelkowych napędzanych ciepłem, które działają na podobnej zasadzie (patrz Pompy bąbelkowe napędzane ciepłem poniżej). Pozwala to na wykorzystanie pompy do szerokiej gamy zadań wymagających pompowania czystej wody, takich jak nawadnianie i pompowanie wody pitnej. Ponadto, brak konieczności stosowania środków chemicznych i wykorzystanie dostępnej wody jako czynnika pompującego znacznie obniża koszt pompy.

Po drugie, pompa impulsowa nie posiada żadnych ruchomych elementów. Po zainstalowaniu, pompa ta wykorzystuje turbulentny przepływ strumienia do uwięzienia powietrza oraz grawitację do jego sprężenia (patrz poniżej sekcja „Zasada działania ”), aby przepompować część wody na wysokość powyżej poziomu strumienia. Nie wymaga żadnych elementów mechanicznych, które zazwyczaj są droższe i trudniejsze w montażu.

Oprócz tych korzyści, twierdzono również, że pompy impulsowe mają pozytywny wpływ na jakość wody poprzez zwiększenie zawartości tlenu. ^{[ 1 ]} Podstawowym założeniem jest to, że poprzez zmieszanie powietrza i wody w pompie wlotowej, zwiększona powierzchnia między nimi pozwala na przepuszczenie do wody większej ilości tlenu niż jest to typowe w strumieniu. Konieczne są dalsze badania w celu potwierdzenia tej teorii.

Przed pojawieniem się turbin wodnych, trompy były używane do pompowania powietrza do kopalń, do dostarczania powietrza do maszyn pneumatycznych, które posłużyły do ​​budowy pierwszych tuneli alpejskich, oraz do napędzania silników, które oświetlały bogate dzielnice Paryża pod koniec XIX wieku. Pompy pneumatyczne są nadal szeroko stosowane przez przedsiębiorstwa wodociągowe do pompowania wody z bardzo głębokich studni. Wykorzystują one sprężarki do wtłaczania powietrza do studni, a następnie powietrze wydostaje się przez drugą, szerszą rurę, transportującą ze sobą wodę.

Pompa pulsacyjna (zwana również pompą bąbelkową) wykorzystuje ciśnienie hydrauliczne wody do sprężania powietrza, które wypiera wodę, wypychając ją „pulsacyjnie” na większą wysokość niż dotychczas. Działa na tej samej zasadzie co pompa trompe i pompa powietrzna.

W oparciu o sukces innych podobnych projektów pilotażowych ^{[ 2 ]} skonstruowano model koncepcyjny. Materiały wymienione tutaj służą do budowy modelu, który można wykorzystać w zastosowaniach na małą skalę, takich jak opisane w poniższej sekcji „Istniejące pompy”, lub do dalszych testów. Opisane tutaj plastikowe rurki to elastyczne rurki plastikowe, przydatne do testów, ponieważ można je wygiąć do odpowiedniej wysokości i ponownie wykorzystać do różnych testów. Można jednak również użyć litych rur z PVC, które byłyby bardziej praktyczne w zastosowaniu w sytuacjach nietestowych. (Patrz sekcja „Testowanie ”).

Materiały te są integralnymi elementami tego modelu pompy impulsowej. Poza nożyczkami do przecięcia rurek, nie użyto żadnych dodatkowych narzędzi.

• 
  Rys. 1: 2 sztuki przezroczystej plastikowej rurki o średnicy wewnętrznej 3/4 cala
• 
  Rys. 1a: 1 kawałek przezroczystej plastikowej rurki o średnicy wewnętrznej 3/8 cala
• 
  Rys. 1b: 2 x 3/4" plastikowe łączniki rurowe, które pasują do plastikowej rurki na jednym końcu i mają gwint na drugim końcu
• 
  Rys. 1c: 1 @ 3/8" złączka zaciskowa, która przylega do rury z jednej strony, ściskając ją na miejscu, a z drugiej strony ma gwint
• 
  Rys. 1d: 1 x 1 1/2" złącze trójdrożne z dwoma otworami dopasowującymi się ciernie naprzeciwko siebie i jednym nad
• 
  Rys. 1e: 2 złącza od 1 1/2" do 3/4" z gwintem na jednym końcu i pasowaniem ciernym na jednym końcu, umożliwiające połączenie ze złączem trójdrożnym i złączem rurki plastikowej
• 
  Rys. 1f: 1 @ Złącze 1 1/2" do 3/8", gwintowane na jednym końcu i dopasowane na wcisk na jednym końcu, aby połączyć je ze złączem trójdrożnym i złączem rurki plastikowej

Oprócz wyżej wymienionych elementów, do skonfigurowania i przetestowania tego modelu potrzebne były następujące materiały dodatkowe:

• 
  Rys. 1: 1 wąż do kontrolowanego dostarczania wody
• 
  Rys. 1a: podpory i mechanizmy łączące do podtrzymywania rur
• 
  Rys. 1b: wiadra i zlew do odprowadzania nadmiaru wody

Koszt tego prototypu był dość wysoki, jednak w porównaniu z kosztami większości innych metod pompowania wody, jest on bardzo niski. Ponadto, jeśli ten projekt zostanie zrealizowany na większą skalę, prawdopodobnie będzie można go zbudować znacznie taniej. Koszty tego prototypu przedstawiono poniżej:

Proces budowy tego modelu jest bardzo prosty, ponieważ składa się z niewielu elementów. Najtrudniejszy jest montaż rur, aby pozostały jak najbardziej pionowe.

Poniżej znajduje się film prezentujący model, który wykonałem podczas pracy. Zwróć uwagę na pęcherzyki powietrza w rurkach, które wyraźnie pokazują, że rurka wlotowa pracuje w trybie przepływu bąbelkowego, a rurka pompująca w trybie przepływu ślimakowego.

Prototyp pompy impulsowej

Autorzy: Brian White

Poniżej szczegółowo opisano proces wykorzystany do zbudowania tego modelu.

1

Przetnij rury

• Najpierw należy przyciąć rurki do żądanej długości.
• W tym modelu rura wlotowa 3/4" została przycięta do długości około 2,1m.
• Rura wylotowa została również przycięta do długości 2,1 m, dzięki czemu można ją było zmieniać w celu przeprowadzania różnych testów
• Rurka pompująca była długa, aby można było zmieniać wysokość podczas testów opisanych poniżej.

2

Podłącz pojemnik separacyjny

• W tym modelu złącze trójdrożne pełni funkcję pojemnika separacyjnego dla pompy impulsowej.
• Złącza 1 1/2" do 3/4" zostały ściśle dopasowane do przeciwległych boków trójnika. Aby zapewnić szczelne dopasowanie, można zastosować żywicę epoksydową.
• Złącze 1 1/2" do 3/8" zostało dopasowane do otworu złącza trójdrożnego, który jest ustawiony pod kątem 90 stopni do dwóch pozostałych otworów.

3

Podłącz złącza rurowe

• Najpierw wkręć złączkę zaciskową do połączenia 3/8" do łącznika 1 1/2" do 3/8"
• Następnie przykręć plastikowe złączki rurowe do połączenia 3/4" do łączników 1 1/2" do 3/4"
• Jeśli podłączysz je przed podłączeniem przewodów, przewody nie będą się splątywać.

4

Podłącz rurę

• Rurka 3/4" powinna ściśle przylegać do złącza 3/4". Można ją dodatkowo przytrzymać, zaciskając wokół niej metalową obejmę.
• Złącze kompresyjne 3/8" składa się z elementu, który owija się na zewnątrz rury, a następnie mały element wkłada się do środka rury, aby ją otworzyć. Następnie część, która znajduje się na zewnątrz rury, można wkręcić w złączkę kompresyjną już podłączoną do łącznika 1 1/2" do 3/8", przytrzymując rurę na miejscu.

5

Montaż

• Teraz wszystkie główne elementy pompy są podłączone. Następnym krokiem jest jej skonfigurowanie.
• Najpierw określ metodę mocowania rurek. W tym celu można użyć drewnianej tablicy, do której można przybić rurki. Aby uzyskać urządzenie z łatwą regulacją, w tym eksperymencie rurki przymocowano taśmą do konstrukcji wsporczej i ściany.
• Upewnij się, że rurki są ustawione pionowo i że ich wysokość jest zgodna z oczekiwaniami.
• Wąż został podłączony do górnej części rury wlotowej poprzez włożenie zarówno rury o średnicy 3/4 cala, jak i końcówki węża do krótkiej rury o średnicy 1 cala. Wąż służył do symulacji przepływu strumienia.
• Rura wylotowa została ustawiona tak, aby odprowadzać wodę do zlewu.

Po skonfigurowaniu modelu przeprowadzono kilka wstępnych testów, aby wykazać, że pompa rzeczywiście może wykonywać użyteczną pracę. Zanim ta konstrukcja pompy impulsowej zyska powszechną akceptację i zastosowanie, konieczne są znacznie bardziej szczegółowe testy.

W tym teście zmieniono dwie zmienne: wysokość podnoszenia pompy i wysokość rury pompującej.

Oczekuje się, że wraz ze wzrostem wysokości podnoszenia hydraulicznego wzrośnie również natężenie przepływu. Efekt ten został zademonstrowany przez pompę, a wyniki przedstawiono poniżej.

Wraz ze wzrostem wysokości rury pompującej, impulsy potrzebują więcej energii, aby dotrzeć do jej górnej części. Odpowiedni spadek natężenia przepływu jest widoczny poniżej.

Połączenie wpływu obu tych zmiennych daje wykres pokazujący zależność natężenia przepływu od wysokości podnoszenia i wysokości rury pompującej. Wykres ten można wykorzystać do zilustrowania zależności między tymi wartościami a natężeniem przepływu. Nawet przy dużych wysokościach podnoszenia natężenie przepływu może być niewielkie, jeśli wysokość rury pompującej jest duża. Ponadto, nawet przy niewielkiej wysokości rury pompującej, mała wysokość podnoszenia zmniejszy ilość wody pompowanej przez rurę. Pokazano to poniżej.

W szczytowej wydajności (duża wysokość podnoszenia i krótka rurka pompująca) ten model pompował z prędkością sięgającą prawie 100 ml/s, czyli 1 l na 10 sekund! Pomimo wielokrotnych testów dla każdej wartości, powtarzalność tych wyników jest nadal wątpliwa. Niezależnie od dokładnej prędkości przepływu, ten eksperyment pokazuje, że pompa impulsowa ma ogromny potencjał do szerokiego zastosowania w pompowaniu wody. Należy przeprowadzić dalsze testy, aby lepiej ocenić dokładną zależność między przepływem, wysokością podnoszenia i wysokością rurki pompującej.

Pomimo faktu, że pompy impulsowe, a przynajmniej różne podobne konstrukcje tego typu pomp, istnieją od dość dawna, nie ma dobrego wyjaśnienia ani modelu, który by je opisywał. Podobne problemy, na przykład w przypadku pomp bąbelkowych napędzanych ciepłem , często dotyczą układów zamkniętych, które nie wymagają rury wylotowej. W tej sekcji przedstawiono niektóre zasady naukowe dotyczące działania tej pompy i opracowano dwa różne modele. Pierwszy to prosty model manometru , a drugi to bardziej skomplikowany model ciśnienia .

Istotną koncepcją w tej konstrukcji jest przepływ dwufazowy , w którym ciecz i gaz są rozdzielone meniskiem. Istnieje co najmniej siedem różnych reżimów przepływu dwufazowego ^{[ 3 ]} , z których kilka występuje podczas pracy pompy impulsowej.

Unoszenie rury pompującej odbywa się głównie w przepływie ślimakowym. W przepływie ślimakowym ciecz i gaz rozdzielają się na różne warstwy, zajmując niemal cały przekrój rury, jak pokazano poniżej.

W przypadku przepływu w trybie ślimakowym średnica rury dozwolona zależy od prędkości przepływu i jego lepkości. Prędkość w rurze pompy jest bardzo trudna do opisania, nawet przy kilku założeniach upraszczających. Na przykład, jeśli rura nie jest pionowa, pęcherzyki nie są już symetryczne, co powoduje zmiany w ich prędkości. Do pełnego opisu przepływu potrzebnych jest kilka bezwymiarowych terminów, w tym liczba Froude'a, liczba Eotvosa i liczba Reynoldsa. ^{[ 4 ]} Chociaż nadal nie ma jasnego porozumienia co do najodpowiedniejszego modelu, zaproponowano kilka. ^{[ 5 ]}

Pełne określenie właściwości płynu podczas przepływu ślimakowego i wyprowadzenie modelu uwzględniającego wszystkie skutki tego przepływu wykraczają poza zakres tego modelu. Zamiast tego rozważany jest znacznie prostszy model, zakładający całkowicie pionowe rury i ustalony przepływ itp., jak omówiono poniżej.

W przypadku wielu rurek w tej samej cieczy, maksymalna wysokość cieczy w każdej rurce jest podana przez zachowanie masy. Używając tej samej zasady co manometr , ciśnienie zewnętrzne, gęstość i średnica rurki określają wysokość cieczy. Oznacza to, że gęstość, ρ, pomnożona przez pole przekroju poprzecznego rurki, A, pomnożone przez wysokość cieczy, h, jest taka sama dla każdej rurki, gdy wychodzą one do tego samego ciśnienia, jak pokazano na schemacie po prawej stronie. Oznacza to, że jeśli zamknięty pojemnik jest pełen wody z dwiema takimi samymi słomkami na górze, które są otwarte do powietrza, ciecz w słomkach podniesie się do tej samej wysokości, tj. w jednej słomce nie będzie więcej cieczy niż w drugiej.

To znaczy:

 (ρAH)1=(ρAH)2

Ma to sens, jeśli wszystkie zmienne są stałe. W pompie pulsacyjnej problem jest bardziej skomplikowany. Mamy rurę wlotową i wylotową o tym samym przekroju, ale różnej wysokości, a następnie rurę pompującą o mniejszej powierzchni i wyższej wysokości. Rury wlotowa i wylotowa są prawie całkowicie wypełnione wodą, więc gęstość można oszacować na podstawie gęstości wody, jednak w danym momencie duża część rury pompującej jest wypełniona powietrzem, a nie wodą. Powyższe równanie wygląda zatem następująco:

 ρwATmiR(AH)INjamiT=ρwATmiR(AH)otyTjamiT+[ρwATmiR%wATmiR+ρAIR%AIR](AH)PtyMP

Lub, jeżeli rury wlotowe i wylotowe mają taki sam przekrój poprzeczny:

 ρwATmiRA(HINjamiT−HotyTjamiT)=[ρwATmiR%wATmiR+ρAIR%AIR](AH)PtyMP

GdzieHINjamiT−HotyTjamiTto wysokość podnoszenia hydraulicznego. Wysokość, na jaką można pompować wodę, można następnie określić, rozwiązując równanieHPtyMP

HPtyMP=ρwATmiRA(HINjamiT−HotyTjamiT)[ρwATmiR%wATmiR+ρAIR%AIR]APtyMP

Głównym problemem tego modelu jest to, że ignoruje on prędkość cieczy przepływającej przez pompę. Jest to wartość niezaniedbywalna, ponieważ gdyby ruch cieczy był pomijalny, powietrze w rurze wylotowej oddzieliłoby się od wody, a pompa utraciłaby zdolność do jej przemieszczania. Ten model manometru ilustruje jednak podstawową zasadę działania pompy i obala najczęstszy zarzut wobec pompy pulsacyjnej, który głosi, że mniejsza rura pompująca fizycznie nie jest w stanie pompować wody powyżej początkowej wysokości strumienia. Powyższy argument pokazuje, że jest to prawdą tylko wtedy, gdy ciecz w rurze pompującej jest nieruchoma lub gdy ilość obecnego powietrza jest pomijalna.

Aby uwzględnić prędkość, przepływ należy ocenić bardziej szczegółowo, stosując zasadę zachowania energii i równanie Bernoulliego . Ta metoda modeluje zmianę ciśnienia przepływu w różnych punktach.

W położeniu 4 ciśnienie z położenia 1 jest podane wzorem:

 P4=P1+ρ4GH1−ρ4(v42−v12)2

Podobnie, przy 5 z 2:

 P5=P2+ρ5GH2−ρ5(v52−v22)2

I o 6 od 3:

 P6=P3+ρ6GH3−ρ6(v62−v32)2

Prędkość w punkcie 3 przyjmuje się jako zero, aby określić maksymalną wysokość, na jaką można pompować wodę. To określi górną granicę wysokości, jaką może osiągnąć woda. Ponadto ciśnienia w punktach 1, 2 i 3 można przyjąć jako w przybliżeniu jedną atmosferę, ponieważ punkt „3” uchodzi do atmosfery, a punkty „1” i „2” mają bardzo niskie ciśnienie hydrostatyczne, związane z głębokością strumienia. Przeprowadzając analizę objętości kontrolnej w dolnym pojemniku między punktami 4, 5 i 6, zasada zachowania masy dyktuje:

 ρ4A4v4=ρ5A5v5+ρ6A6v6

Powierzchnie wszystkich rurek są znane z geometrii eksperymentu. Rurka wylotowa ma minimalną zawartość powietrza, więc można założyć, że jej gęstość jest równa gęstości wody.

Opierając się na pracy jednego ze źródeł ^{[ 6 ]} , w której analizowano pompę pęcherzykową napędzaną ciepłem w układzie zamkniętym, zmianę ciśnienia z 4 i 5 na 6 można opisać następująco:

 P6=P4−ρ6v4(v6−v4)−P5+ρ6v5(v6−v5)

Do tego momentu w wyprowadzeniu wszystkie założenia dotyczyły dość ogólnego przypadku. Poniższe założenia w modelu zapewniają bardziej szczegółowy, uproszczony model. Pierwsze założenie mówi, że prędkość między 4 a 5 jest w przybliżeniu stała. Ponieważ tylko niewielka część cieczy jest kierowana na zewnątrz rury pompującej, zakłada się, że większość cieczy zachowuje pęd, kontynuując przepływ przez rurę wylotową.

Po drugie, zakłada się, że zawartość gazu w przepływie ślimakowym w rurze pompującej wynosi 70%, co stanowi wartość średnią dla przepływu ślimakowego. Ponadto zakłada się, że gaz w rurze wlotowej znajduje się w przepływie pęcherzykowym, w którym jego średnia zawartość gazu wynosi 30%. ^{[ 7 ]} Oznacza to, że:

 ρ6=0,7ρAIR+0,3ρwATmiR

 ρ4=0,3ρAIR+0,7ρwATmiR

Przy tych siedmiu równaniach i towarzyszących im założeniach, Model Ciśnienia ma wciąż o jedną niewiadomą więcej niż równanie, co oznacza, że ​​rozsądną wysokość należy wyznaczyć metodą iteracji. Danymi wejściowymi są parametry geometryczne układu, a na wyjściu należy podać ciśnienie i prędkość w punkcie „4”, gdzie spodziewane jest najwyższe ciśnienie. Jeśli te wartości są rozsądne, system można skonfigurować do działania; jeśli nie, należy przeprowadzić kolejną iterację.

Pierwsze podejście do modelowania tego systemu przeprowadzono za pomocą oprogramowania EES. Zdefiniowano powyższe równania i ustawiono warunki początkowe. Jak widać na rysunku, oprócz założeń wymienionych powyżej, należy wprowadzić wysokość i średnice rur oraz prędkość strumienia w punktach 1 i 2. Program następnie generuje prędkość w rurze oraz ciśnienia. Aby lepiej ocenić wiarygodność tego modelu, można skorzystać z tego programu EES lub podobnego.

Pompy impulsowe nie cieszą się dobrą opinią, ponieważ nie zostały poddane recenzji naukowej, choć obecnie są przedmiotem dalszych badań (patrz linki zewnętrzne poniżej). Zbudowano jednak kilka modeli, a w internecie dostępne są filmy instruktażowe pokazujące ich działanie. Ta konstrukcja pompy impulsowej nie jest opatentowana, a jej projekty znajdują się w domenie publicznej. ^{[ 8 ]}

Przykład działającej 20-letniej pompy impulsowej jest dostępny tutaj , jeśli nie jest ona obciążona poniżej. Pompa ta jest napędzana niewielkim strumieniem wody o objętości 300 litrów, spadającym z wysokości 0,5 metra. Dane z tej pompy pokazują, że pozorna prędkość wody w rurze od 0,32 do 0,68 metra na sekundę jest wystarczająca, aby wprowadzić pęcherzyki powietrza do rury.

Pozorna prędkość powietrza w sekcji transportu powietrznego wydaje się działać najlepiej w zakresie od 0,7 ms-1 do 1,5 metra na sekundę. Dotyczyło to rur o średnicy 12 mm i 19 mm i pompowania prosto w górę.

Niższa pozorna prędkość powietrza sprawdzała się najlepiej podczas pompowania pod górę. (Prędkość pozorna to prędkość wody lub powietrza w rurach, przy założeniu, że w rurze znajdował się tylko jeden płyn). To dobry przewodnik, jeśli sam go stworzysz. Brian

Według Gaiatechnician pompy impulsowe mogą pracować przy znacznie większych przepływach i wysokościach podnoszenia .

Ze względu na swoją niezwykłą prostotę mogą być niezwykle cenne dla społeczności nadbrzeżnych. Niewielka pompa pulsacyjna widoczna na filmie może przepompować około 5 ton wody dziennie do zbiornika magazynowego. ^{[ 9 ]}

Drugi przykład (pokazany tutaj ) wykorzystuje pompę impulsową do dostarczania wody zwierzętom. Jej wydajność wynosi około 30 litrów/min przez rurę odpływową o średnicy 40 mm. Pompa może podnosić wodę z 30 ml/min na wysokość 3 m lub z 1 l/min na wysokość 1 m. ^{[ 10 ]}

Mike Donevan z Practical Farm Ideas pozwolił mi wykorzystać zdjęcia i tekst z czasów, gdy pompa ukazała się w jego magazynie, w zamian za link. http://www.farmideas.co.uk/

Myślę, że będą one cenne dla każdego, kto chce poznać przybliżone liczby, aby określić odpowiednie rozmiary rur do swoich projektów

Brian White

Pompy bąbelkowe napędzane ciepłem to najczęściej spotykany typ pomp impulsowych. Działają one na podobnej zasadzie jak pompy impulsowe, ale w układzie zamkniętym. Zasadniczo czynnik chłodniczy o temperaturze wrzenia niższej niż temperatura wrzenia wody miesza się z cieczą. Po sprężeniu mieszanina jest podgrzewana, co powoduje tworzenie się pęcherzyków z czynnika chłodniczego w cieczy roboczej. Pęcherzyki czynnika chłodniczego wypychają następnie wodę w górę rury pompy, tak jak w pompie impulsowej. Mieszanina trafia następnie do komory separacyjnej, gdzie ciecz jest kierowana do absorbera, a czynnik chłodniczy do skraplacza. ^{[ 11 ]}

Ta konkretna konstrukcja pompy pulsacyjnej jest niezwykle prosta w budowie i ma potencjał, aby znacząco wpłynąć na sposób pompowania wody. Pompa nie wykorzystuje chemikaliów do pompowania wody, dzięki czemu woda odprowadzana z powrotem do strumienia nie jest zanieczyszczona. Wręcz przeciwnie, pojawiły się doniesienia, że ​​woda powracająca do strumienia zawiera więcej tlenu, zapewniając lepsze środowisko dla organizmów podwodnych. Woda, która nie wraca do strumienia, może być wykorzystana do nawadniania gruntów lub jako źródło wody pitnej. Dodatkowe podniesienie, jakie zapewnia pompa, pozwala na transport wody na odległość większą niż byłaby w stanie przemieścić ją sama rzeka.

Sama pompa składa się z niewielu materiałów, jedynie z prostych rurek i złączy, a po znalezieniu optymalnej konstrukcji można ją zbudować niedrogo. Po zainstalowaniu pompa nie wymaga praktycznie żadnej konserwacji, więc pomijając początkowe koszty instalacji i sprzętu, pompa może tanio i łatwo dostarczać wodę okolicznym mieszkańcom.

W tej analizie opracowano zarówno model eksperymentalny, jak i model teoretyczny. Model eksperymentalny został oparty na wcześniejszym projekcie i stanowił dowód słuszności koncepcji. Model wyraźnie wskazywał oczekiwane trendy, wykazując najwyższe natężenia przepływu dla dużej wysokości podnoszenia i krótkiej rury pompującej. Zaproponowano dwa modele teoretyczne, pierwszy oparty na zasadzie zachowania masy, podobnie jak manometr. Model ten dostarczył przybliżonego oszacowania wysokości drugiej rury, ale jego ważność jest bardzo ograniczona, ponieważ zakłada pomijalną prędkość. Służy on jednak obaleniu tezy, że taka konstrukcja pompy pulsacyjnej jest fizycznie niemożliwa. Drugi model teoretyczny wykorzystywał zarówno zasadę zachowania masy, jak i zasadę zachowania energii do oceny prędkości i ciśnień na każdym etapie pompy. Ten drugi model wymaga od użytkownika iteracji wygenerowanych wartości w celu określenia rozsądnej geometrii w określonych warunkach. Za pomocą programu Engineering Equation Solver utworzono szablon, który umożliwiał użytkownikowi iterację przyjętych założeń w celu określenia optymalnej geometrii.

Zarówno model eksperymentalny, jak i teoretyczny, wymagałyby znacznej recenzji naukowej i dalszych badań. Model eksperymentalny powinien zostać przetestowany przy użyciu bardziej rygorystycznego schematu testowego, z o wiele większą liczbą testów na każdej wysokości i wysokości podnoszenia. Należy również przetestować inne zmienne, takie jak rozmiar pojemnika, średnica rur i prędkość przepływu, aby określić ich wpływ na pompę impulsową, a także zastosować szerszy zakres wartości. Głównym problemem napotkanym podczas tego eksperymentu był wyciek przez oryginalny pojemnik i wąż. Stosując opisane powyżej metody, można łatwo rozwiązać te problemy i poświęcić więcej czasu na przeprowadzenie bardziej szczegółowych testów.

Proponowany model teoretyczny można by dalej rozbudować i przetestować za pomocą oprogramowania takiego jak opisany powyżej program EES. Ponadto, aby model mógł dokładnie prognozować natężenie przepływu przez pompę, konieczne jest uwzględnienie kilku czynników, które nie zostały uwzględnione. Należą do nich:

• Analiza przepływu dwufazowego w rurze pompowej
• Oznaczanie zawartości powietrza i reżimu przepływu w rurach dolotowych i wylotowych
• Straty tarcia/lepkości
• Przepływ turbulentny
• Gradient ciśnienia w pojemniku separacyjnym

• Wyjaśnienie Gaiatechniciana na YouTube można znaleźć tutaj . Aby uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie, odwiedź jego stronę internetową.
• Inne filmy prezentujące działanie pomp impulsowych można znaleźć tutaj i tutaj
• Firma Bubble Action Pumps Ltd. produkuje podobny produkt, który pompuje wodę przez panele słoneczne. Sprawdź na ich stronie internetowej .
• Altenergymag opisuje tutaj pompy impulsowe
• Wszystko o pompach ma również opis tutaj
• Opis budowy pompy impulsowej znajdziesz na stronie Instructables