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Pulser pump/pt

From Appropedia
330px-Pump_Working.JPG
Figura 6: Bomba de pulso montada, com a direção do fluxo indicada.
Dados do projeto
TipoBomba de água
AutoresBrian White
LocalizaçãoKingston , Canadá
Status Projetado
Modelado
Prototipado
Desdobrado
Anos2008
CustoUSD 60
Manifesto OKHDownload
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Diagrama de uma bomba pulsante

A bomba pulsante é um dispositivo mecânico simples, movido a água, também conhecido como bomba de bolhas. Os componentes dessa bomba têm sido usados ​​para diversos fins, incluindo a extração de petróleo ou em ciclos de refrigeração. As bombas de bolhas acionadas por calor são as mais comuns, mas esse projeto específico de bomba pulsante, que utiliza o fluxo turbulento de uma correnteza para aprisionar ar, ainda não se popularizou. Os dois principais benefícios dessa bomba são a ausência de partes mecânicas ou móveis e o fato de não utilizar nenhum produto químico, apenas a água de uma correnteza. Uma vez instalada próxima a uma correnteza, a bomba pode bombear água utilizando somente a energia da própria correnteza.

Dou permissão para reutilizar e adaptar todas as imagens e GIFs animados que produzi anteriormente para este projeto. Brian White, 3 de maio de 2010

Informações básicas

Visão geral

A bomba pulsante é uma combinação de uma bomba de circulação e uma bomba de elevação a ar . Instalada perto de um curso de água, a bomba pulsante pode bombear água a uma altura acima do nível do curso. Isso permite o acesso fácil a cursos de água em locais de difícil acesso, ou que a água de um curso seja canalizada para outro local, para fins de irrigação ou abastecimento de água potável.

A bomba pulsante simplesmente utiliza a parte Trompe para alimentar a parte de elevação de ar. Um vídeo explicativo da bomba pode ser visto aqui .

Benefícios

Como mencionado na seção de Introdução , os principais benefícios da bomba são dois. Primeiro, este modelo de bomba pulsante não possui componentes químicos, ao contrário das bombas de bolhas acionadas por calor, que operam sob princípios semelhantes (veja Bombas de Bolhas Acionadas por Calor abaixo). Isso permite que a bomba seja usada em uma grande variedade de tarefas que exigem o bombeamento de água não contaminada, como irrigação e abastecimento de água potável. Além disso, a ausência de produtos químicos e o uso da própria água do rio como fluido de bombeamento reduzem significativamente o custo da bomba.

Em segundo lugar, a bomba pulsante não possui componentes móveis. Uma vez instalada, esta bomba utiliza o fluxo turbulento da correnteza para aprisionar o ar e a gravidade para comprimi-lo (ver a seção Princípio de Funcionamento abaixo) para bombear uma porção da água a uma altura acima da correnteza. Não são necessários componentes mecânicos, que normalmente são mais caros e mais difíceis de instalar.

Além desses benefícios, também foi alegado que as bombas de pulso têm um efeito positivo na qualidade da água, aumentando o teor de oxigênio. [ 1 ] A ideia básica é que, ao misturar ar e água na bomba de entrada, o aumento da área de superfície entre eles permite que mais oxigênio seja transmitido para a água do que é típico em um córrego. Mais pesquisas devem ser feitas para confirmar essa ideia.

História

Antes das turbinas hidroelétricas, as bombas de circulação de ar eram usadas para bombear ar para minas, para fornecer ar para as máquinas pneumáticas que construíram alguns dos primeiros túneis alpinos e para acionar os motores que iluminavam as áreas nobres de Paris no final do século XIX. As bombas de circulação de ar ainda são amplamente utilizadas por empresas de abastecimento de água para bombear água de poços muito profundos. Elas usam compressores para injetar ar nos poços, e o ar jorra através de um segundo tubo mais largo, carregando água consigo.

Princípio de funcionamento

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Bomba pulsante em ação
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A bomba pulsante de processo dividido apresenta diversas vantagens.
330px-Inclined_animation.gif
O sistema de elevação por ar também funciona em tubos inclinados. O vento cria ondas! Mesmo dentro de um tubo! Já utilizei esse sistema para elevar água a pelo menos 10 metros da bomba pulsante. (Não consegui construir uma torre vertical de 10 metros de altura ao lado do riacho), mas com as ondas dentro do tubo, não há necessidade de...

Uma bomba pulsante (também conhecida como bomba de bolhas) utiliza a pressão hidráulica da água para comprimir o ar, que desloca a água, impulsionando "pulsos" de água a uma altura maior do que antes. Seu funcionamento é semelhante ao de uma bomba trompe e de uma bomba de ar comprimido.

Construção de um Modelo

Com base no sucesso de outros projetos-piloto semelhantes, [ 2 ] um modelo de prova de conceito foi construído. Os materiais listados aqui são para a construção de um modelo, que pode ser usado para aplicações em pequena escala, como as descritas na seção Bombas Existentes abaixo, ou para testes adicionais. Os tubos de plástico descritos aqui são tubos de plástico flexíveis, úteis para testes, pois podem ser dobrados na altura correta e reutilizados para diferentes testes; no entanto, tubos de PVC rígido também poderiam ser usados ​​e seriam mais práticos para implementação em uma situação que não seja de teste. (Veja a seção Testes .)

Materiais

Esses materiais são componentes intrínsecos deste modelo de bomba pulsadora. Além da tesoura para cortar a tubulação, nenhuma outra ferramenta foi utilizada.

Além dos itens acima, os seguintes materiais adicionais foram necessários para montar e testar este modelo:

Custos

O custo deste protótipo foi um tanto elevado, porém, comparado ao custo da maioria dos outros métodos de bombeamento de água, é muito baixo. Além disso, se este projeto for construído em maior escala, é provável que o custo possa ser significativamente menor. Os custos aproximados deste protótipo são apresentados abaixo:

ItemPreço
Tubo de plástico$40
Conectores de Tubos (todos)$ 10
Conector de três vias$ 10
Total$ 60

Construindo e configurando o modelo

O processo de construção deste modelo é muito simples, pois ele possui poucos componentes. A parte mais complicada é posicionar os tubos o mais verticalmente possível.

Abaixo, você encontrará um vídeo do modelo que construí durante seu funcionamento. Observe as bolhas nos tubos, que demonstram claramente que o tubo de entrada está no regime de fluxo de bolhas e o tubo de bombeamento está no regime de fluxo em tampão.

mqdefault.jpgÍcone do YouTube.svg

protótipo de bomba pulsante

Autores: Brian White

O processo utilizado para construir este modelo é descrito em detalhes abaixo.

1
330px-3_4_inch_tube.jpg
Figura 1: Tubo de saída de 3/4" cortado.
Corte os tubos
  • Primeiro, os tubos devem ser cortados no comprimento desejado.
  • Neste modelo, o tubo de entrada de 3/4" foi cortado para ter aproximadamente 2,1 m de comprimento.
  • O tubo de saída também foi cortado com 2,1 m de comprimento, para que pudesse ser ajustado para a realização de diferentes testes.
  • O tubo de bombeamento foi mantido longo para permitir a variação da altura nos testes descritos a seguir.
2
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Figura 2: O recipiente de separação conectado.
Conecte o contêiner de separação
  • Neste modelo, o conector de três vias é usado como recipiente de separação para a bomba pulsante.
  • Os conectores de 1 1/2" a 3/4" encaixaram-se perfeitamente nos lados opostos do conector de três vias. Pode-se aplicar epóxi para garantir uma vedação hermética.
  • O conector de 1 1/2" para 3/8" foi encaixado no orifício do conector de três vias que forma um ângulo de 90 graus com qualquer um dos outros dois orifícios.
3
330px-Connection_Left.JPG
Figura 3: O conector do tubo de saída.
330px-Connection_Top.JPG
Figura 4: O conector do tubo de bombeamento.
Conecte os conectores de tubulação
  • Primeiro, rosqueie a conexão de compressão de 3/8" no conector de 1 1/2" para 3/8".
  • Em seguida, rosqueie as conexões de tubo de plástico para a conexão de 3/4" nos conectores de 1 1/2" para 3/4".
  • Ao conectar esses conectores antes de conectar a mangueira, a mangueira não ficará emaranhada.
4
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Figura 5: O conector do tubo de entrada.
Conecte a tubulação
  • O tubo de 3/4" deve encaixar firmemente no conector de 3/4". Ele pode ser ainda mais fixado apertando uma braçadeira metálica ao redor dele.
  • A conexão de compressão de 3/8" possui um componente que envolve a parte externa do tubo; uma pequena peça se encaixa dentro do tubo para mantê-lo aberto; então, a peça que fica ao redor da parte externa do tubo pode ser rosqueada na conexão de compressão já conectada ao conector de 1 1/2" para 3/8", mantendo o tubo no lugar.
5
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Figura 6: Bomba de pulso montada, com a direção do fluxo indicada.
Conjunto
  • Agora que todos os componentes principais da bomba estão conectados, a próxima etapa é montar a bomba.
  • Primeiramente, determine um método para fixar os tubos no lugar. Para isso, pode-se usar uma placa de madeira e pregar os tubos nela. Para obter um dispositivo facilmente ajustável, neste experimento os tubos foram fixados com fita adesiva ao sistema de suporte e à parede.
  • Certifique-se de que os tubos estejam na vertical e que a altura dos tubos esteja de acordo com o desejado.
  • Uma mangueira foi conectada à parte superior do tubo de entrada, inserindo-se tanto o tubo de 3/4" de diâmetro quanto o bocal da mangueira em um pequeno tubo de 1" de diâmetro que havia sido descartado. A mangueira foi usada para simular o fluxo da correnteza.
  • O tubo de saída foi configurado para drenar na pia.

Testando

Após a configuração do modelo, alguns testes preliminares foram realizados para demonstrar que a bomba de fato consegue produzir trabalho útil. Testes muito mais detalhados são necessários antes que este projeto de bomba pulsante obtenha maior aceitação e uso.

Neste teste, duas variáveis ​​foram alteradas: a altura manométrica da bomba e a altura do tubo de bombeamento.

Espera-se que, com o aumento da altura manométrica, a vazão também aumente. Esse efeito foi demonstrado pela bomba, e os resultados são mostrados abaixo.

500px-Flow_Vs_Head.JPG

À medida que a altura do tubo de bombeamento aumenta, mais energia é necessária para que os pulsos alcancem o topo do tubo. A consequente diminuição da vazão esperada pode ser observada abaixo.

500px-Flow_Vs_H3.JPG

Quando os efeitos dessas duas variáveis ​​são combinados, o resultado é um gráfico que mostra como a vazão depende tanto da altura manométrica quanto da altura do tubo de bombeamento. Esse gráfico pode ser usado para demonstrar a relação entre essas duas grandezas e a vazão. Mesmo com alturas manométricas elevadas, a vazão pode ser baixa se a altura do tubo de bombeamento for grande. Além disso, mesmo quando a altura do tubo de bombeamento é pequena, uma altura manométrica baixa reduzirá a quantidade de água bombeada através do tubo. Isso é mostrado abaixo.

500px-3D_Plot.JPG

Em desempenho máximo (altura manométrica elevada e tubo de bombeamento curto), este modelo bombeou a uma taxa de quase 100 mL/s, ou 1 L a cada 10 segundos! Apesar de múltiplos testes em cada valor, a reprodutibilidade desses resultados ainda é questionável. Independentemente da taxa de fluxo exata, este experimento demonstra o enorme potencial da bomba pulsante para uso generalizado no bombeamento de água. Testes adicionais devem ser realizados para avaliar melhor a relação exata entre fluxo, altura manométrica e altura do tubo de bombeamento.

Modelo científico

Apesar de as bombas de pulso, ou pelo menos vários projetos semelhantes desse tipo de bomba, existirem há bastante tempo, não há uma boa explicação ou modelo que as descreva. Problemas similares, como os das bombas de bolhas acionadas por calor , geralmente envolvem sistemas fechados, que não requerem um tubo de saída. Nesta seção, alguns dos princípios científicos que regem o funcionamento dessa bomba são apresentados, e dois modelos diferentes são desenvolvidos. O primeiro modelo é o modelo simples do manômetro , e o segundo é o modelo mais complexo da pressão .

Fluxo bifásico

Um conceito importante para este projeto é o fluxo bifásico , que ocorre quando há um líquido e um gás separados por um menisco. Existem pelo menos sete regimes diferentes de fluxo bifásico, [ 3 ] vários dos quais são exibidos durante a operação da bomba pulsadora.

Fluxo em forma de losango

A ação de elevação da bomba pelo tubo de bombeamento ocorre principalmente no regime de escoamento em bolhas. No escoamento em bolhas, o líquido e o gás se separam em diferentes camadas que ocupam quase toda a seção transversal do tubo, como mostrado abaixo.

Fluxo em forma de losango

Para o escoamento no regime de bolhas, o diâmetro permitido do tubo depende da velocidade do escoamento e de sua viscosidade. A velocidade no tubo da bomba é muito difícil de descrever, mesmo com várias simplificações. Por exemplo, se o tubo não for vertical, as bolhas deixam de ser simétricas, resultando em mudanças na velocidade das bolhas. Vários termos adimensionais, incluindo o número de Froude, o número de Eötvös e o número de Reynolds, são necessários para descrever completamente o escoamento. [ 4 ] Embora ainda não haja consenso sobre o modelo mais apropriado, vários foram propostos. [ 5 ]

A determinação completa das propriedades do fluido durante o escoamento em regime de bolhas e a derivação de um modelo que inclua todos os efeitos desse regime de escoamento estão além do escopo deste modelo. Em vez disso, considera-se um modelo muito mais simples, assumindo tubos completamente verticais e escoamento permanente, etc., conforme discutido mais adiante.

Modelo de manômetro

250px-Conservation_of_mass.JPG
Alturas iguais de canudos

Com vários tubos imersos no mesmo líquido, a altura máxima do líquido em cada tubo é determinada pela conservação da massa. Utilizando o mesmo princípio de um manômetro , a pressão externa, a densidade e o diâmetro do tubo determinam a altura do líquido. Isso significa que a densidade, ρ, multiplicada pela área da seção transversal do tubo, A, e multiplicada pela altura do fluido, h, é a mesma para cada tubo quando todos saem sob a mesma pressão, como mostrado no diagrama à direita. Isso significa que, se um recipiente fechado estiver cheio de água com dois canudos iguais na parte superior, abertos para o ar, o líquido nos canudos subirá até a mesma altura, ou seja, não haverá mais líquido em um canudo do que no outro.

Ou seja:

 (ρUMh)1=(ρUMh)2

Isso faz sentido se todas as variáveis ​​forem constantes. Em uma bomba pulsante, o problema é mais complexo. Há um tubo de entrada e um tubo de saída, com a mesma seção transversal, mas alturas diferentes, e depois há o tubo de bombeamento com uma área menor e altura maior. Os tubos de entrada e saída estão quase completamente cheios de água, e, portanto, a densidade pode ser aproximada pela da água; no entanto, em um dado instante, o tubo de bombeamento tem uma grande parte do seu interior preenchida com ar, e não com água. A equação acima se torna então:

 ρcumter(UMh)eunlet=ρcumter(UMh)outlet+[ρcumter%cumter+ρumeur%umeur](UMh)pump

Ou, se os tubos de entrada e saída tiverem a mesma área de seção transversal:

 ρcumterUM(heunlethoutlet)=[ρcumter%cumter+ρumeur%umeur](UMh)pump

Ondeheunlethoutleté a altura manométrica. A altura até a qual a água pode ser bombeada pode então ser determinada resolvendo parahpump

hpump=ρcumterUM(heunlethoutlet)[ρcumter%cumter+ρumeur%umeur]UMpump

O principal problema deste modelo é que ele ignora a velocidade do fluido ao passar pela bomba. Esta é uma grandeza não desprezível, pois se o movimento do fluido fosse desprezível, o ar no tubo de saída se separaria da água e a bomba perderia sua capacidade de movimentá-la. Este modelo de manômetro ilustra o princípio básico da bomba, contudo, e refuta a crítica mais comum à bomba de pulso, que é a de que é fisicamente impossível para o tubo de bombeamento menor bombear água acima da altura inicial do fluxo. O argumento acima demonstra que isso só é verdade se o fluido no tubo de bombeamento estiver parado ou se a quantidade de ar presente for desprezível.

Modelo de pressão

Teoria

330px-Pumping_system.JPG
Pontos importantes utilizados no modelo de pressão

Para levar em conta a velocidade, o fluxo precisa ser avaliado com mais detalhes, usando a conservação de energia e a equação de Bernoulli . Esse método modela a variação da pressão do fluxo nos diferentes pontos.

Na localização 4, a pressão da localização 1 é dada por:

 P4=P1+ρ4gh1ρ4(v42v12)2

Da mesma forma, às 5 de 2:

 P5=P2+ρ5gh2ρ5(v52v22)2

E às 6 de 3:

 P6=P3+ρ6gh3ρ6(v62v32)2

A velocidade em 3 é considerada zero, para determinar a altura máxima que a água pode atingir com o bombeamento. Isso fornecerá um limite superior para a altura que a água pode alcançar. Além disso, as pressões em 1, 2 e 3 podem ser consideradas aproximadamente iguais a uma atmosfera, visto que '3' representa a saída para a atmosfera e '1' e '2' possuem apenas uma pressão hidrostática muito pequena, associada à profundidade da corrente. Realizando uma análise de volume de controle no recipiente inferior entre 4, 5 e 6, a conservação da massa determina:

 ρ4UM4v4=ρ5UM5v5+ρ6UM6v6

As áreas de todos os tubos são conhecidas a partir da geometria do experimento. O tubo de saída tem um conteúdo mínimo de ar, portanto, sua densidade pode ser considerada igual à da água.

Com base no trabalho de uma fonte, [ 6 ] que analisou uma bomba de bolhas acionada por calor em um sistema fechado, a mudança de pressão de 4 e 5 para 6 pode ser descrita da seguinte forma:

 P6=P4ρ6v4(v6v4)P5+ρ6v5(v6v5)

Até este ponto da derivação, todas as suposições foram feitas para um caso bastante geral. As suposições a seguir no modelo fornecem um modelo mais específico e simplificado. A primeira suposição é que a velocidade entre 4 e 5 é aproximadamente constante. Como apenas uma pequena porção do fluido é desviada para sair pelo tubo de bombeamento, assume-se que a maior parte do fluido mantém seu momento enquanto continua através do tubo de saída.

Em segundo lugar, assume-se que o teor de gás no regime de escoamento em bolhas dentro do tubo de bombeamento seja de 70%, que é um valor médio para escoamento em bolhas. Além disso, assume-se que o gás no tubo de entrada esteja no regime de escoamento em bolhas, onde o teor de gás é em média de 30%. [ 7 ] Isso significa que:

 ρ6=0,7ρumeur+0,3ρcumter

 ρ4=0,3ρumeur+0,7ρcumter

Testando a teoria

330px-EES_Screenshot.jpg
Diagrama de uma bomba pulsante

Com essas sete equações e as suposições que as acompanham, o Modelo de Pressão ainda possui uma incógnita a mais do que uma equação, o que significa que uma altura razoável deve ser determinada por meio de iteração. As entradas são os parâmetros geométricos do sistema, e a pressão e a velocidade em '4', onde se espera que ocorra a pressão máxima, devem ser as saídas. Se esses valores forem razoáveis, o sistema pode ser configurado para funcionar; caso contrário, outra iteração deverá ocorrer.

Uma primeira versão da modelagem deste sistema foi feita utilizando o software EES. As equações acima foram definidas e algumas condições iniciais foram estabelecidas. Como pode ser visto na imagem, a altura e os diâmetros dos tubos, bem como a velocidade da corrente nos pontos 1 e 2, devem ser inseridos, além das suposições listadas anteriormente. O programa então fornece a velocidade ao longo do tubo e as pressões. Para melhor avaliar a validade deste modelo, este programa EES ou um similar pode ser utilizado.

Bombas pulsantes existentes

As bombas de pulso carecem de credibilidade porque não houve revisão por pares, embora estejam começando a ser pesquisadas mais a fundo (ver os Links Externos abaixo). Vários modelos foram construídos, no entanto, e vídeos estão disponíveis online para mostrar como funcionam e em funcionamento. Este projeto de bomba de pulso não é patenteado e os projetos são de domínio público. [ 8 ]

Bomba pulsadora em funcionamento

Um exemplo de uma bomba pulsante em funcionamento com 20 anos de uso está disponível aqui , caso o link não carregue abaixo. Esta bomba é alimentada por um pequeno riacho com 300 litros de água caindo de uma altura de 0,5 metros, gerando a energia. Dados dessa bomba mostram que uma velocidade aparente da água descendo pelo tubo entre 0,32 metros por segundo e 0,68 metros por segundo é suficiente para enviar as bolhas de ar pelo cano.

A velocidade aparente do ar na seção de elevação parece funcionar melhor entre 0,7 m/s e 1,5 metros por segundo. Isso foi observado ao usar tubos de 12 mm e 19 mm e bombear diretamente para cima.

Uma velocidade aparente do ar mais baixa funcionou melhor ao bombear em uma inclinação. (A velocidade aparente é a velocidade da água ou do ar através dos tubos, assumindo que apenas um fluido esteja presente no tubo.) É um bom guia se você for construir o seu próprio sistema. Brian

Segundo Gaiatechnician , as bombas pulsantes podem funcionar com vazões e alturas manométricas muito maiores .

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Devido à sua extrema simplicidade, podem ser de grande valor para as comunidades ribeirinhas. A pequena bomba de pulso no vídeo pode bombear cerca de 5 toneladas de água por dia para um reservatório. [ 9 ]

Um segundo exemplo (mostrado aqui ) usa a bomba pulsadora para fornecer água para animais. Ela tem uma vazão de suprimento de aproximadamente 30 litros/min através de um tubo de esgoto de 40 mm. Ela pode elevar 30 mL/min a 3 m ou 1 L/min a 1 m. [ 10 ]

330px-Blowpump1withlink.jpg
330px-Blowpump2.jpg

Mike Donevan, da Practical Farm Ideas, permitiu-me usar fotos e texto da época em que a bomba estava na sua revista, em troca de um link. http://www.farmideas.co.uk/

Acredito que serão úteis para qualquer pessoa que queira estimativas aproximadas para calcular o diâmetro ideal dos tubos para seus projetos.

Brian White

Bombas de bolhas acionadas por calor

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Diagrama de uma bomba de bolhas acionada por calor

As bombas de bolhas acionadas por calor são o tipo mais comum de bomba de pulso encontrado. Elas usam um princípio de operação semelhante ao deste projeto de bomba de pulso, mas em um sistema fechado. Em geral, um refrigerante com ponto de ebulição abaixo do da água é misturado com o fluido. Após a mistura ser comprimida, ela é aquecida, fazendo com que bolhas se formem a partir do refrigerante no fluido de trabalho. As bolhas de refrigerante então empurram a água para cima do tubo da bomba, como na bomba de pulso. A mistura entra então em uma câmara de separação, onde o líquido é enviado para um absorvedor e o refrigerante para um condensador. [ 11 ]

Conclusões

Este projeto específico de bomba pulsante é extremamente simples de construir e tem o potencial de causar um grande impacto na forma como a água é bombeada. Não utiliza produtos químicos para bombear a água, portanto, a água devolvida ao riacho não é contaminada. Pelo contrário, há relatos de que a água devolvida ao riacho contém mais oxigênio, proporcionando um ambiente melhor para as criaturas aquáticas. A água que não é devolvida ao riacho pode ser usada para irrigação ou para abastecimento de água potável. A elevação adicional proporcionada pela bomba permite que a água seja transportada a distâncias maiores do que o riacho sozinho conseguiria.

A própria bomba é feita de poucos materiais, apenas tubos e conexões simples, e, após se encontrar o projeto ideal, pode ser fabricada a baixo custo. Quase nenhuma manutenção é necessária depois de instalada, portanto, além dos custos iniciais de instalação e equipamentos, a bomba pode fornecer água de forma barata e fácil para quem estiver por perto.

Nesta análise, foram desenvolvidos um modelo experimental e um modelo teórico. O modelo experimental foi baseado em um projeto anterior e serviu como prova de conceito. O modelo indicou claramente as tendências esperadas, mostrando as maiores vazões para uma grande altura manométrica e um tubo de bombeamento curto. Dois modelos teóricos foram propostos: o primeiro baseado no princípio da conservação da massa, semelhante a um manômetro. Este modelo forneceu uma estimativa aproximada para a altura do segundo tubo, mas sua validade é bastante limitada, pois assume uma velocidade desprezível. No entanto, ele serve para refutar a ideia de que este projeto para uma bomba pulsante seja fisicamente impossível. O segundo modelo teórico utilizou tanto a conservação da massa quanto a conservação da energia para avaliar as velocidades e pressões em cada estágio da bomba. Este segundo modelo exige que o usuário itere sobre os valores obtidos para determinar uma geometria adequada sob condições específicas. Utilizando o Engineering Equation Solver, foi criado um modelo que permite ao usuário iterar sobre as premissas adotadas para determinar a geometria ideal.

Recomendações

Tanto o modelo experimental quanto o teórico se beneficiariam muito de uma revisão por pares e de pesquisas adicionais. O modelo experimental deve ser testado utilizando um esquema de testes mais rigoroso, com muito mais testes em cada altura e pressão. Outras variáveis, como o tamanho do recipiente, o diâmetro dos tubos e a velocidade do fluxo, também devem ser testadas para determinar seus efeitos na bomba pulsante, e uma gama mais ampla de valores deve ser utilizada. O principal obstáculo encontrado durante este experimento foi o vazamento através do recipiente e da mangueira originais. Utilizando os métodos descritos acima, esses problemas podem ser facilmente superados e mais tempo pode ser dedicado à realização de testes mais detalhados.

O modelo teórico proposto poderia ser expandido e testado utilizando softwares como o programa EES descrito acima. Além disso, existem diversos fatores que não foram considerados e que devem ser incluídos no modelo para que ele preveja com precisão a vazão através da bomba. Estes incluem:

  • Análise do escoamento bifásico em regime de slug em tubo de bombeamento
  • Determinação do teor de ar e do regime de fluxo nos tubos de entrada e saída.
  • Perdas por atrito/viscosas
  • Fluxo turbulento
  • Gradiente de pressão através do recipiente de separação
  • A explicação de Gaiatechnician no YouTube pode ser encontrada aqui . Para uma explicação mais detalhada, visite o site dele.
  • Outros vídeos de bombas de pulso em funcionamento podem ser encontrados aqui e aqui.
  • A Bubble Action Pumps Ltd. fabrica um produto similar, que bombeia água através de painéis solares térmicos. Confira no site deles .
  • Altenergymag descreve bombas pulsadoras aqui
  • A All About Pumps também tem uma descrição aqui.
  • Para obter uma descrição de como construir uma bomba de pulso, visite o Instructables.

Referências

  1. Tudo sobre bombas. Disponível em: http://web.archive.org/web/20210125002710/http://www.animatedsoftware.com/pumpglos/glpulser.htm [Acessado em 15 de abril de 2010].
  2. Brian White "Bombas Pulsadoras" Disponível online: http://nxtwave.tripod.com/gaiatech/pulser/builder.htm [Acessado em 3 de abril de 2010]
  3. JB McQuillen, R. Vernon e AE Dukler. "Regimes de fluxo em fluxos gás-líquido" Disponível online em: http://web.archive.org/web/20170704025739/http://www3.nd.edu/~mjm/flow.regimes.html [Acessado em 15 de abril de 2010]
  4. J. Fabre e A. Line "Modelagem do Escoamento Bifásico em Sequência de Fluidos" Annu. Rev. Fluid Mech: 1992. Disponível online: http://arjournals.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.fl.24.010192.000321?cookieSet=1 [Acessado em 15 de abril de 2009]
  5. XIA Guo-dong, CUI Zhen-zhen, LIU Qing, ZHOU Fang-de, HU Ming-sheng "Um modelo para a distribuição do comprimento do tampão líquido no escoamento vertical gás-líquido" Journal of Hydrodynamics: 2009. Disponível online: [Acessado em 15 de abril de 2010]
  6. Susan J. White. "Projeto e desempenho de bombas de bolhas". Georgia Institute of Technology: agosto de 2001. Disponível online em: http://www.me.gatech.edu/energy/SusanThesis.pdf [Acessado em 13 de abril de 2010].
  7. Documento técnico da Micro Motion. "Explicando como o fluxo bifásico afeta os medidores de vazão mássica". Micro Motion, Inc. EUA: 2004. Disponível online: http://web.archive.org/web/20130123193851/http://www.documentation.emersonprocess.com:80/groups/public_public_mmisami/documents/whitepaper/wp-00698.pdf [Acesso em: 15 de abril de 2010]
  8. Brian White "A Bomba Pulsadora". Disponível em: http://www.altenergymag.com/emagazine.php?issue_number=03.10.01&article=pulser [Acessado em 15 de abril de 2010].
  9. Bomba Pulsadora (Bomba de Elevação de Ar). Disponível em: http://ca.youtube.com/watch?v=oxJTC77PADQ [Acessado em 15 de abril de 2010].
  10. Bomba de pulso Cornish. Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=Tf1-7fL_UIk [Acessado em 15 de abril de 2010].
  11. Susan J. White. "Projeto e desempenho de bombas de bolhas". Georgia Institute of Technology: agosto de 2001. Disponível online em: http://www.me.gatech.edu/energy/SusanThesis.pdf [Acessado em 13 de abril de 2010].
Dados da página
Palavras-chaveágua , bomba de água , bomba pulsante , tubo de plástico , conectores de tubo , conector de três vias
ODSODS 06 Água potável e saneamento
AutoresAbby , Brian White
LicençaCC-BY-SA-3.0
OrganizaçõesMech425 , Universidade Queen's
LinguagemInglês (en)
TraduçõesChinês , Espanhol , Francês , Holandês , Quirguiz , Lituano , Alemão , Ucraniano , Russo , Italiano
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Criado3 de fevereiro de 2008 , por Brian White
Última edição4 de abril de 2025 por StandardWikitext bot
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