L'utilisation des ponts aériens dans les éoliennes. Schéma, description

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Si vous envisagez d'utiliser une éolienne pour soulever de l'eau, vous pouvez utiliser un pont aérien comme pompe. C'est un appareil qui utilise l'énergie de l'air comprimé pour transporter de l'eau. Ses avantages incluent l'absence de pièces mobiles, la capacité de pomper de l'eau non clarifiée, l'autorégulation lors du changement du niveau d'eau et du volume d'alimentation en air, la fiabilité et la sécurité pendant le fonctionnement. Il peut être utilisé pour extraire l'eau des puits, des puits et des sources qui coulent.

Avec un rendement relativement faible du pont aérien lui-même (0,2-0,4), le rendement global de l'installation est nettement supérieur à celui de l'utilisation d'une éolienne avec un générateur électrique et une alimentation électrique sans interruption.

La conception d’une éolienne à pompage est simple. Il se compose d'un répulsif, d'un mât, d'une transmission, d'un compresseur et d'un pont aérien. Pour augmenter la vitesse du compresseur, un entraînement par courroie trapézoïdale avec un rapport de démultiplication approprié peut être utilisé. Pour construire une petite éolienne de pompage, un compresseur d'une voiture ZIL ou similaire convient.

Après avoir sélectionné un compresseur approprié, l'overdrive et le répulsif sont calculés en fonction de ses paramètres. Les performances du compresseur détermineront les performances du pont aérien. La pression développée par le compresseur dépendra de la profondeur d’immersion de la buse airlift. Pour réduire le rapport de surmultiplication à 2-3, il est conseillé d'utiliser un répulsif de type rotor d'un diamètre allant jusqu'à 1 M. À une vitesse de vent d'environ 6 m/s, la vitesse de rotation du compresseur sera d'environ 450 tr/min. . Le couple correspondant est obtenu par la hauteur du rotor du répulsif. La structure du pont aérien lui-même est illustrée sur la figure 1.

L'air comprimé du compresseur 1 est fourni par le tuyau 2 jusqu'à la buse 3 située sous le niveau de l'eau. Les trous de buse divisent le flux d'air en bulles séparées, qui se précipitent dans le tuyau montant 4. Le mélange eau-air plus léger dans le tuyau 4 est déplacé par une colonne de liquide dans le réservoir séparateur d'air 6. Avec une alimentation en air continue vers la buse 3, le mélange eau-air est amené vers le haut et l'eau s'écoule vers la buse le long de la conduite d'alimentation 5. Dans le séparateur d'air 6, le mélange eau-air s'écoule de l'extrémité de la conduite montante 4 et l'air qu'il contient s'échappe dans le atmosphère. La profondeur d'immersion de la buse et la concentration de l'air dans le mélange air-eau déterminent la hauteur de refoulement de l'airlift.

Les nomogrammes pour le calcul du transport aérien sont présentés à la Fig.2.

Supposons que nous souhaitions extraire l'eau d'un puits à l'aide d'un compresseur d'une capacité de V = 0,33 m3/min jusqu'à une hauteur Hg = 7,5 m, alors que la profondeur d'immersion possible de la buse dans notre cas est Npf = 5 m.

La hauteur de levage géométrique est calculée à partir de l'expression :

H = Ng + Npf = 12,5 m.

La valeur de l'immersion relative de la buse est déterminée à partir du rapport :

αpf=Npf/H=5/12,5=0,4.

Il est souhaitable que cette valeur soit comprise entre 0,3 et 0,8.

La pression que doit développer le compresseur, compte tenu des pertes dans la canalisation, est calculée à l'aide de la formule :

Pk = (0,11...0,12)Npf = (0,11...0,12)5 = = 0,55...0,6 (kgf/cm2).

D'après le nomogramme de la figure 2, a pour αpf = 0,4 et Npf = 5 m, on trouve le débit d'air spécifique α = 4. Le débit d'air Q (m3/h), basé sur les performances du compresseur V (m3/min), est calculé à l'aide de la formule :

Q=60V/α=60⋅0,33/4=5 м3/ч.

À l'aide du nomogramme de la figure 2,b pour αпф=0,4 et Q=5 m3/h, le diamètre requis de la colonne montante d=50 mm est déterminé.

La vitesse économique de déplacement du mélange dans la colonne montante ne dépasse pas 6...10 m/s. À mesure que le mélange monte, sa vitesse augmente en raison de l'expansion des bulles d'air, de sorte que le tuyau montant en haut a un diamètre plus grand. Le point de transition d'un diamètre à un autre est déterminé en calculant la vitesse sur toute la longueur du tuyau. Avec une hauteur d'alimentation allant jusqu'à 60 m, le passage du tube de levage à un diamètre plus grand n'est généralement pas prévu.

La buse peut être configurée comme suit. Dans la colonne montante, à l'endroit où est équipée la buse, cinq rangées de trous sont percées en damier avec un foret D2...3 mm avec un pas entre les trous et les rangées de 15...20 mm. Au-dessus et en dessous des trous, deux brides sont soudées sur la colonne montante. La zone de la buse est fermée par un morceau de tuyau de grand diamètre et soudée le long des brides. Un raccord ou un tube pour l'alimentation en air est soudé dans la bride supérieure.

Sous la buse, il reste 0,3 à 0,6 m de tuyau montant sous la forme d'un tuyau d'alimentation.

Pour éviter que l'huile ne pénètre dans l'eau, un séparateur d'huile doit être installé sur le conduit d'air après le compresseur. Il est conseillé de peindre l'avion, par exemple, avec de la colle époxy diluée avec un solvant.

Auteurs : D.A. Duyunov, A.V. Pijankov

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