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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA El uso de puentes aéreos en aerogeneradores. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Si planea utilizar una turbina eólica para elevar agua, puede utilizar un puente aéreo como bomba. Es un dispositivo que utiliza la energía del aire comprimido para transportar agua. Sus ventajas incluyen la ausencia de partes móviles, la capacidad de bombear agua sin clarificar, autorregulación al cambiar el nivel del agua y el volumen de suministro de aire, confiabilidad y seguridad durante la operación. Se puede utilizar para extraer agua de pozos, pozos y fuentes corrientes. Con una eficiencia relativamente baja del puente aéreo (0,2-0,4), la eficiencia general de la instalación es significativamente mayor que cuando se utiliza una turbina eólica con un generador eléctrico y un sistema de alimentación ininterrumpida. El diseño de una turbina eólica de bombeo es sencillo. Consta de repelente, mástil, transmisión, compresor y puente aéreo. Para aumentar la velocidad del compresor, se puede utilizar una transmisión por correa trapezoidal con una relación de transmisión adecuada. Para construir una pequeña turbina eólica de bombeo, es adecuado un compresor de un automóvil ZIL o similar. Una vez seleccionado un compresor adecuado, la sobremarcha y el repelente se calculan en función de sus parámetros. El rendimiento del compresor determinará el rendimiento del puente aéreo. La presión desarrollada por el compresor dependerá de la profundidad de inmersión de la boquilla de transporte aéreo. Para reducir la relación de transmisión de sobremarcha a 2-3, es recomendable utilizar un repelente de tipo rotor con un diámetro de hasta 1 m. A una velocidad del viento de aproximadamente 6 m/s, la velocidad de rotación del compresor será de aproximadamente 450 rpm. . El par correspondiente se consigue mediante la altura del rotor repelente. La estructura del puente aéreo en sí se ilustra en la Fig. 1.
El aire comprimido del compresor 1 se suministra a través del tubo 2 a la boquilla 3 ubicada debajo del nivel del agua. Los orificios de las boquillas dividen el flujo de aire en burbujas separadas, que se precipitan hacia el tubo ascendente 4. La mezcla más ligera de agua y aire en el tubo 4 es desplazada por una columna de líquido hacia el tanque separador de aire 6. Con un suministro continuo de aire a la boquilla 3, la mezcla de agua y aire se suministra hacia arriba y el agua fluye hacia la boquilla a lo largo de la tubería de suministro 5. En el separador de aire 6, la mezcla de agua y aire sale por el extremo del tubo ascendente 4 y el aire contenido en él escapa hacia el atmósfera. La profundidad de inmersión de la boquilla y la concentración de aire en la mezcla de aire y agua determinan la altura de entrega del puente aéreo. Los nomogramas para calcular el puente aéreo se muestran en la Fig.2.
Supongamos que queremos elevar agua de un pozo mediante un compresor con una capacidad de V = 0,33 m3/min hasta una altura Hg = 7,5 m, mientras que la posible profundidad de inmersión de la boquilla en nuestro caso es Npf = 5 m. La altura de elevación geométrica se calcula a partir de la expresión: H=Ng+Npf=12,5 m. El valor de la inmersión relativa de la boquilla se determina a partir de la relación: αpf=Npf/H=5/12,5=0,4. Es deseable que este valor esté en el rango de 0,3 ... 0,8. La presión que debe desarrollar el compresor, teniendo en cuenta las pérdidas en la tubería, se calcula mediante la fórmula: Pk = (0,11...0,12)Npf = (0,11...0,12)5 = = 0,55...0,6 (kgf/cm2). Según el nomograma de la Fig. 2, a para αpf = 0,4 y Npf = 5 m, se encuentra el flujo de aire específico α = 4. El flujo de transporte aéreo Q (m3/h), basado en el rendimiento del compresor V (m3/min), se calcula mediante la fórmula: Q=60V/α=60⋅0,33/4=5 м3/ч. Utilizando el nomograma de la Fig. 2,b para αпф=0,4 y Q=5 m3/h, se determina el diámetro requerido del tubo ascendente d=50 mm. La velocidad económica de movimiento de la mezcla en el tubo ascendente no supera los 6...10 m/s. A medida que la mezcla sube, su velocidad aumenta debido a la expansión de las burbujas de aire, por lo que el tubo ascendente en la parte superior tiene un diámetro mayor. El punto de transición de un diámetro a otro se determina calculando la velocidad a lo largo de la tubería. Con una altura de suministro de hasta 60 m, por regla general no está prevista la transición del tubo de elevación a un diámetro mayor. La boquilla se puede configurar de la siguiente manera. En el tubo ascendente, en el lugar donde está equipada la boquilla, se perforan cinco filas de orificios en forma de tablero de ajedrez con un taladro D2...3 mm con un paso entre los orificios y las filas de 15...20 mm. Por encima y por debajo de los orificios, se sueldan dos bridas al tubo ascendente. La zona de la boquilla se cierra con un trozo de tubo de gran diámetro y se suelda a lo largo de las bridas. En la brida superior se suelda un accesorio o tubo para suministro de aire. Debajo de la boquilla se dejan 0,3...0,6 m de tubo ascendente en forma de tubo de suministro. Para evitar que el aceite entre en el agua, se debe instalar un separador de aceite en el conducto de aire después del compresor. Es recomendable pintar el puente aéreo, por ejemplo, con cola epoxi diluida en disolvente. Autores: D. A. Duyunov, A.V. Pizhankov
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