Bomba que utiliza la diferencia de densidad debido al aire inyectado en el líquido.
Una bomba de transporte aéreo, impulsada por aire comprimido, eleva el fluido arrastrando gas para reducir su densidad. 1. suministro de aire 2. suministro de líquido 3. puerto de entrada de aire 4. línea de suministro de aire 5. puerto de aire 6. salida de aire 7. entrada de fluido 8. tubo ascendente 9. mezcla de aire y líquido 10. salida de la bomba L: líquido, generalmente aguas residuales LL : nivel de líquido V: Recipiente G: Grava o sólidos.
Una bomba de transporte aéreo es una bomba que tiene baja succión y descarga moderada de líquidos y sólidos arrastrados. La bomba inyecta aire comprimido en el fondo del tubo de descarga que está sumergido en el líquido. El aire comprimido se mezcla con el líquido haciendo que la mezcla aire-agua sea menos densa que el resto del líquido a su alrededor y por lo tanto sea desplazada hacia arriba a través del tubo de descarga por el líquido circundante de mayor densidad. Los sólidos pueden quedar atrapados en el flujo y, si son lo suficientemente pequeños como para pasar a través de la tubería, se descargarán con el resto del flujo a una profundidad menor o por encima de la superficie. Las bombas de transporte aéreo se utilizan ampliamente en acuicultura para bombear, hacer circular y airear agua en estanques y sistemas de recirculación cerrados. Otras aplicaciones incluyen dragado , arqueología subacuática, operaciones de salvamento y recolección de especímenes científicos .
Principio
La única energía necesaria la proporciona el aire comprimido. [1] Este aire suele ser comprimido por un compresor o un soplador . El aire se inyecta en la parte inferior de un tubo que transporta un líquido. Por flotabilidad el aire, que tiene menor densidad que el líquido, asciende rápidamente. Por presión de fluido , el líquido es absorbido por el flujo de aire ascendente y se mueve en la misma dirección que el aire. El cálculo del flujo volumétrico del líquido es posible gracias a la física del flujo bifásico .
Usar
Las bombas de transporte aéreo se utilizan a menudo en pozos profundos y sucios donde la arena desgastaría rápidamente las piezas mecánicas. (El compresor está en la superficie y no se necesitan piezas mecánicas en el pozo). Sin embargo, los pozos de transporte aéreo deben ser mucho más profundos que el nivel freático para permitir la inmersión. Por lo general, el aire se bombea al menos a tanta profundidad bajo el agua como el agua que se va a elevar. (Si el nivel freático está a 50 pies por debajo, el aire debe bombearse a 100 pies de profundidad). A veces también se usa en parte del proceso en una planta de tratamiento de aguas residuales si se requiere una altura pequeña (generalmente alrededor de 1 pie de altura).
Se utilizan puentes aéreos para recolectar muestras de fauna de los sedimentos . [2] Los puentes aéreos pueden sobremuestrear zooplancton y meiofauna, pero submuestrear animales que exhiben una respuesta de escape . [2]
En un acuario a veces se utiliza una bomba de aire para bombear agua a un filtro .
En una cafetera eléctrica se utiliza el principio del puente aéreo para hacer circular el café.
Inventor
Se considera que la primera bomba de transporte aéreo fue inventada por el ingeniero alemán Carl Emanuel Löscher [Delaware] en 1797.
Ventajas y desventajas
Ventajas
La bomba es muy confiable. El principio muy simple es una clara ventaja. Sólo se requiere aire con una presión mayor que la del líquido.
El líquido no está en contacto con ningún elemento mecánico. Por lo tanto, ni la bomba puede ser erosionada (lo cual es importante para los pozos de agua de arena ), ni el contenido de la tubería (lo cual es importante para la investigación arqueológica en el mar).
Actúa como aireador de agua y, en algunas configuraciones, puede elevar el agua estancada del fondo a la superficie (de tanques de agua).
Dado que no hay piezas restrictivas de la bomba, se pueden bombear sólidos de forma fiable hasta el 70% del diámetro de la tubería.
Desventajas
Costo: si bien en algunos casos específicos el costo operativo puede ser manejable, la mayoría de las veces la cantidad de aire comprimido y, por lo tanto, la energía requerida, es alta en comparación con el flujo de líquido producido. [3] [4]
Las bombas de transporte aéreo convencionales tienen un caudal muy limitado. La bomba está encendida o apagada. Es muy difícil conseguir un amplio rango de control de flujo proporcional variando el volumen de aire comprimido. Esta es una desventaja dramática en algunas partes de una pequeña planta de tratamiento de aguas residuales, como el aireador. [5]
la succión es limitada.
Este sistema de bombeo sólo es adecuado si la altura es relativamente baja. Si se quiere obtener una altura alta, hay que elegir un sistema de bombeo convencional.
Debido al principio, el aire (oxígeno) se disuelve en el líquido. En determinados casos esto puede resultar problemático, como por ejemplo en una planta depuradora de aguas residuales, delante de un depósito anaeróbico.
Movimiento del líquido mediante inyección de aire comprimido para el cultivo de microorganismos en el biorreactor CiYOU de Biorea
Mejoras de diseño
Una bomba de géiser, una bomba de transporte aéreo mejorada, impulsada por aire comprimido, eleva el fluido obligando a las burbujas ascendentes a desplazar el fluido. 50. suministro de aire 52. puerto de entrada de aire 58. suministro de líquido 60,62. Líneas de suministro de aire 64. Extremo superior del tanque de aire 86 66,82. puertos de aire 70. entrada de aire superior del codo en forma de U 74 76 salida de aire 84. entrada de fluido 65. tubo ascendente 88. líquido desplazado 90. salida de la bomba L: líquido, generalmente aguas residuales LL: nivel de líquido VVV: recipiente G: grava o sólidos
Una variante reciente (2007) llamada "bomba de géiser" puede bombear con mayor succión y menos aire. También bombea proporcionalmente al flujo de aire, lo que permite su uso en procesos que requieren flujos controlados variables. Se dispone a almacenar el aire y liberarlo en grandes burbujas que se sellan al tubo de elevación, levantando gotas de líquido. [6]
Bomba de transporte aéreo (izquierda) comparada con bomba de géiser (derecha)
^ "Dispositivos de elevación de agua". Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) . Consultado el 17 de abril de 2021 .
^ ab Cahoon, LB; Lindquist, director general; Clavijo, IE; Tronzo, CR (1992). "Muestreo de pequeños invertebrados en la interfaz sedimento-agua". En: Cahoon, LB. (Ed.) Actas del Duodécimo Simposio Anual de Buceo Científico de la Academia Estadounidense de Ciencias Subacuáticas "Buceo para la ciencia 1992". Celebrada del 24 al 27 de septiembre de 1992 en la Universidad de Carolina del Norte en Wilmington, Wilmington, Carolina del Norte. Academia Estadounidense de Ciencias Subacuáticas . Archivado desde el original el 5 de julio de 2013 . Consultado el 5 de abril de 2013 .{{cite journal}}: CS1 maint: unfit URL (link)
^ "Cálculo de la cantidad de aire" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de octubre de 2006.(1,86MB)
^ Cálculo básico del puente aéreo Archivado el 7 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
^ La nueva tecnología de bombas puede mejorar los flujos pequeños, WVU NCSFC Clearinghouse Archivado el 2 de diciembre de 2010 en Wayback Machine. Consultado el 21 de marzo de 2011.
^ Número de solicitud de patente: 11/654,448, 17 de enero de 2007, inventor: Masao Kondo
Fuentes
«Cálculo del puente aéreo por Sanitaire (documento pdf)» (PDF) . sanitario.com . 2012-01-05. Archivado desde el original el 5 de enero de 2012 . Consultado el 25 de junio de 2022 .{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
Airlift_basic_calculation.xls recuperado a través de Waybackmachine. Reflejado en filedropper punto com /airliftbasiccalculation.
