Marek Kalenik, Marek Chalecki
Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Poland
corresponding author’s e-mail:
Abstract
The paper presents the analysis of results of investigations concerning an influence of applied constructive solutions on hydraulic operating conditions of a water-pumping air lift pump. The scope of the investigations encompassed the determination of flow rate and efficiency characteristics of an air lift pump having the discharge pipe with the internal diameter d = 0.04 m. The PM 50 mixer with a perforated rubber membrane, available on the market, as well as a mixer of own design, called circumferential mixer, were tested (the name origins from the fact that the mixer has the shape of a ring which encloses the discharge pipe on its whole circumference). The investigations were performed for three air-water mix delivery heads H: 0.40, 0.80, 1.20 m, for the specified pressure pipe submergence length h = 0.80 m. It has been stated that for both types of the applied mixers the water flow rate Qw increased along with the increase of the air flow rate Qa, reaching maximum, then decreased. However, in both of the applied mixers, the water flow rate Qw permanently decreased as the air-water mix delivery head H increased. The air lift pump achieved higher water flow rate Qw if the circumferential mixer was applied instead of that with perforated rubber membrane. It has been proved that for both of the applied types of mixers the air flow rate Qa in the air lift pump cannot be lower during water pumping than 5.0 m3×h-1 and should not exceed 15.0 m3×h-1 in case of the circumferential mixer and 16.0 m3×h-1 for the perforated rubber membrane mixer. The efficiency h of the tested air lift pump for both of the applied types of mixers decreased when the air-water mix delivery head H increased. The higher efficiency h, however, was obtained for the air lift pump with the circumferential mixer than for the perforated rubber membrane mixer.
Keywords
air lift pump, perforated rubber membrane mixer, circumferential mixer, two-phase flow
Badania modelowe wydajności i sprawności pracy powietrznego podnośnika z mieszaczem typu PM 50 i z mieszaczem obwodowym
Streszczenie
W artykule przedstawiono analizę wyników badań, dotyczących wpływu stosowanych rozwiązań konstrukcyjnych mieszaczy na hydrauliczne warunki pracy powietrznego podnośnika do tłoczenia wody. Zakres badań obejmował wyznaczenie charakterystyk wydajności i sprawności pracy powietrznego podnośnika o średnicy wewnętrznej rurociągu tłocznego d = 0,04 m. Do badań wykorzystano mieszacz dostępny na rynku typu PM 50 z perforowaną gumową membraną i mieszacz własnej konstrukcji, który nazwano mieszaczem obwodowym (nazwa pochodzi stąd, że ma on kształt pierścienia, który obejmuje rurociąg tłoczny na całym jego obwodzie). Badania wykonano dla trzech wysokości podnoszenia mieszaniny wody i powietrza H: 0,40, 0,80, 1,20 m, przy stałej długość zanurzenia rurociągu tłocznego h = 0,80 m. Stwierdzono, że dla obu zastosowanych typów mieszaczy natężenie przepływu wody Qw rosło wraz ze wzrostem natężenia przepływu powietrza Qa osiągając maksimum, a następnie malało. Natomiast w obu zastosowanych typach mieszaczy wraz ze wzrostem wysokości podnoszenia mieszaniny wody i powietrza H, natężenie przepływu wody Qw tylko malało. Większą wydajność natężenia przepływu wody Qw powietrzny podnośnik uzyskał z mieszaczem obwodowym niż z mieszaczem z perforowaną gumową membraną. Wykazano, że dla obu zastosowanych typów mieszaczy natężenie przepływu powietrza Qa w powietrznym podnośniku podczas tłoczenia wody nie może być mniejsze niż 5,0 m3×h-1 i nie powinno przekraczać dla mieszacza obwodowego 15,0 m3×h-1,, a dla mieszacza z perforowaną gumową membraną 16,0 m3×h-1. Sprawność pracy h badanego powietrznego podnośnika dla obu zastosowanych mieszaczy malała wraz ze wzrostem wysokości podnoszenia mieszaniny wody i powietrza H. Natomiast dla powietrznego podnośnika z mieszaczem obwodowym uzyskano większą sprawność pracy h, niż dla powietrznego podnośnika z mieszaczem z perforowaną gumową membraną.
powietrzny podnośnik, mieszacz z perforowaną gumową membraną, mieszacz obwodowy, przepływ dwufazowy
SłowaPL
Full text / Pełny tekst
PDF (English)
