Эрлифт представляет собой насос , который имеет низкое всасывание и умеренное сброс жидких и твердых примесей. Насос нагнетает сжатый воздух в нижнюю часть выпускного патрубка, который погружен в жидкость. Сжатый воздух смешивается с жидкостью, в результате чего водно-воздушная смесь становится менее плотной, чем остальная жидкость вокруг нее, и поэтому вытесняется вверх через выпускную трубу окружающей жидкостью с более высокой плотностью. Твердые частицы могут быть увлечены потоком, и, если они достаточно малы, чтобы пройти через трубу, они будут выпущены вместе с остальной частью потока на меньшую глубину или над поверхностью. Воздушные насосы широко используются в аквакультуре для перекачивания, циркуляции и аэрации воды в закрытых рециркуляционных системах и прудах. Другие приложения включают дноуглубительные работы, подводная археология, спасательные работы и сбор научных образцов .
Принцип
Единственная необходимая энергия - это сжатый воздух. [1] Этот воздух обычно сжимается компрессором или воздуходувкой . Воздух нагнетается в нижнюю часть трубы, по которой транспортируется жидкость. Благодаря плавучести воздух, который имеет меньшую плотность, чем жидкость, быстро поднимается. Под давлением жидкости жидкость захватывается восходящим потоком воздуха и движется в том же направлении, что и воздух. Расчет объемного расхода жидкости возможен благодаря физике двухфазного потока .
Использовать
- Эрлифтные насосы часто используются в глубоких грязных колодцах, где песок быстро истирает механические детали. (Компрессор находится на поверхности, и никаких механических частей в скважине не требуется). Однако эрлифтные колодцы должны быть намного глубже уровня грунтовых вод, чтобы обеспечить возможность их погружения. Воздух обычно закачивается под воду на глубину, равную высоте подъема воды. (Если уровень грунтовых вод находится на 50 футов ниже, воздух следует закачивать на глубину 100 футов). Его также иногда используют в части технологического процесса на очистных сооружениях, если требуется небольшой напор (обычно около 1 фута).
- Аэролифты используются для сбора образцов фауны из донных отложений . [2] эрлифты могут дополнительную выборка зоопланктона и мейофаун но undersample животных , которые проявляют реакцию побега . [2]
- В кофеварке для циркуляции кофе используется принцип эрлифта.
Изобретатель
Считается, что первый эрлифтный насос изобрел немецкий инженер Карл Эмануэль Лёшер
в 1797 году.Преимущества и недостатки
Преимущества
- Насос очень надежный. Очень простой принцип - явное преимущество. Требуется только воздух с более высоким давлением, чем жидкость.
- Жидкость не контактирует с какими-либо механическими элементами. Следовательно, ни насос не подвергается истиранию (что важно для песчаных скважин ), ни содержимое трубы (что важно для археологических исследований в море).
- Действует как аэратор для воды и может в некоторых конфигурациях поднимать застоявшуюся придонную воду на поверхность (резервуаров для воды).
- Поскольку в насосе отсутствуют ограничивающие детали, можно надежно перекачивать твердые частицы размером до 70% диаметра трубы.
Недостатки
- Стоимость: хотя в некоторых конкретных случаях эксплуатационные расходы могут быть интересными, в большинстве случаев количество сжатого воздуха велико по сравнению с требуемым потоком жидкости. [3] [4]
- Обычные эрлифтные насосы имеют очень ограниченный расход. Насос либо включен, либо выключен. Очень сложно добиться широкого диапазона пропорционального регулирования расхода, варьируя объем сжатого воздуха. Это серьезный недостаток для некоторых частей небольших очистных сооружений, таких как аэратор. [5]
- всасывание ограничено.
- эта система откачки подходит только при относительно низком напоре . Если кто-то хочет получить высокий напор, нужно выбрать обычную насосную систему.
- из-за принципа, воздух (кислород) растворяется в жидкости. В некоторых случаях это может быть проблематично, как, например, на очистных сооружениях перед анаэробным бассейном.
Улучшения дизайна
Недавний (2007 г.) вариант, названный «насос гейзера», может перекачивать с большим всасыванием и меньшим количеством воздуха. Он также перекачивает пропорционально воздушному потоку, что позволяет использовать его в процессах, требующих изменения регулируемых потоков. Он собирает воздух и выпускает его в виде больших пузырьков, которые уплотняют подъемную трубу, поднимая пробки жидкости. [6]
Смотрите также
- Эрлифт (дноуглубительное устройство) - дноуглубительное устройство, использующее нагнетаемый воздух для перемещения воды и увлеченного груза вверх по трубе.
- Газлифт - подъем жидкости путем введения пузырьков газа в выпускную трубу.
- Анализ трубопроводной сети
- Импульсный насос
- Эдуктор воды
Рекомендации
- ^ «Водоподъемные устройства» . Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) . Проверено 17 апреля 2021 года .
- ^ а б Cahoon, LB; Lindquist, DG; Clavijo, IE; Тронзо, CR (1992). «Отбор проб мелких беспозвоночных на границе раздела наносов и воды» . В: Cahoon, LB. (Ред.) Труды Двенадцатого ежегодного научного симпозиума по дайвингу Американской академии подводных наук "Diving for Science 1992". Состоялся 24–27 сентября 1992 года в Университете Северной Каролины в Уилмингтоне, Уилмингтон, Северная Каролина. Американская академия подводных наук . Проверено 5 апреля 2013 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Расчет количества воздуха» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 октября 2006 года. CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка ) (1,86 МБ)
- ^ Базовый расчет аэрлифта. Архивировано 7 июля 2011 г. на Wayback Machine.
- ^ Новой технология насос может улучшить малые потоки, WVU NCSFC Clearinghouse в архиве 2010-12-02 в Вайбаке машине Accessed 2011-3-21
- ^ Номер заявкипатент: 11/654448 архивации 2014-10-20 в Wayback Machine , 17 января 2007, Inventor: Масао Kondo
Источники
- [ мертвая ссылка ] Расчет воздушной перевозки от Sanitaire (документ в формате pdf)
- Восстановил файл airlift_basic_calculation.xls через Waybackmachine. Зеркально отражено в filedropper dot com / airliftbasiccalculation.