Pompe air-lift

Définition

Une pompe air-lift est une pompe consistant en un tuyau ou un tube ouvert à ses extrémités, dans lequel de l'air est injecté. Une partie du tube est submergée sous la surface libre du liquide. Le fonctionnement de l'airlift se base sur la différence de gravité spécifique qui existe entre l'eau située en dehors du tube et le mélange air-eau situé à l'intérieur du tube.

Schéma d'une pompe airlift :

Schéma de fonctionnement d'une pompe air-lift avec l'apport d'air dans un fluide (eau).

Explications

Les pompes à air de type air-lift ont deux fonctions. Premièrement, elles peuvent éliminer la stratification des fluides dans les grands réservoirs non agités. Deuxièmement, elles peuvent soulever un liquide au-dessus de son élévation de surface normale sans dilution et sans introduire de cisaillement qui endommage les solides en suspension fragiles.

Fonctionnement

Dans sa forme la plus simple, la construction d'une pompe air-lift consiste en un tuyau vertical, ouvert aux deux extrémités (voir schéma), qui sert de tuyau de fluide. Une ligne séparée et plus petite s'étend jusqu'au bas de la conduite de fluide et effectue un demi-tour. L'extrémité ouverte s'étend sur une courte distance dans le bas de la conduite de fluide.

Lorsqu'un air comprimé (avec une pompe à air comprimé) commence à circuler, des bulles montantes transportent des matériaux dans le fluide vers le haut. Le processus est amélioré par le fait que les bulles se dilatent également à mesure qu'elles montent parce que la charge de pression hydrostatique diminue. Le tube d'arrivée d'air dans un fluide élimine les charges dues aux pressions osmotiques.

Utilisations et avantages

La raison pour laquelle les pompes airlift (pompes "mammouths") sont utilisées malgré leur faible efficacité globale est qu'elles ne chargent pas mécaniquement les marchandises à pomper, les obstruent à peine et introduisent de l'air dans le fluide aqueux, ce qui signifie qu'elles sont utilisées, par exemple, pour pomper des eaux usées contenant des micro-organismes ou des boues activées ou pour circulation de l'eau d'aquarium avec filtres à eau.

En raison de l'absence de pièces mobiles, les pompes air-lift sont bien adaptées au transport de solides nécessitant une protection spéciale (betteraves sucrières, pommes de terre, légumes, poissons vivants, boues activées des stations d'épuration, composants électroniques, etc.).

Lorsqu'il est utilisé pour agiter un réservoir stratifié, le tuyau de fluide doit être complètement immergé pour déplacer le matériau des parties inférieures du réservoir vers les sections supérieures. Lorsqu'il est utilisé pour soulever du fluide au-dessus de sa surface normale, le tuyau de fluide ne doit être submergé que partiellement. Lorsque le flux diphasique atteint le haut de la conduite, il déborde et le liquide se dégage de la phase gazeuse. Le taux de débordement hautement non uniforme qui en résulte est collecté pour fournir un débit plus uniforme pour l'alimentation par gravité ou le pompage en aval.

D'autres applications comprennent le déplacement de fluides graveleux et corrosifs qui détruisent les pompes métalliques, l'assèchement des puits de mine, l'élimination des sédiments des navires et la collecte d'échantillons dans les trous de forage. L'appareil peut également être utilisé dans des zones dangereuses. Bien que la pompe à air puisse effectuer une circulation dans le réservoir assez efficacement, son utilisation pour élever un liquide devient progressivement plus difficile à mesure que le différentiel d'élévation augmente. À un moment donné, il devient simplement plus pratique d'utiliser une pompe à moteur.

Parce qu'il est plus facile d'éliminer la contamination de l'air que de traiter l'eau contaminée, les pompes à air comprimé jouent un rôle dans l'assainissement de l'environnement. En raison du transfert de masse et du mélange intime et turbulent de l'air et de l'eau, les matières organiques volatiles de la phase aqueuse sont transférées vers la phase gazeuse à mesure que la matière monte dans le tuyau.

La technologie est, par exemple, utilisée pour éliminer le 1,1-dichloroéthane et 94 % du trichloroéthane présent dans les eaux souterraines d'un site d'essai.

Airlift en aquarium

Ce principe est également utilisé en aquariophilie. En liaison avec un filtre sous-sable, ils sont très souvent utilisés, par exemple, dans des bassins d'élevage ou des bassins de crevettes, car les petits animaux qui traversent encore la plaque filtrante ne sont pas tués.

Historique et invention

Selon son inventeur Carl Immanuel Löscher, l'airlift est également connu sous le nom de "pompe d'extincteur", formé d'un tuyau qui est de préférence immergé verticalement dans un liquide, généralement de l'eau, dans lequel un gaz, généralement de l'air, est placé sous le niveau du liquide.

L'airlift est utilisé principalement pour soulever des liquides contenant des solides. En 1797, Löscher a décrit son invention comme un artefact aérostatique - un nom qui ne pouvait pas prévaloir même à l'époque. La pompe airlift a été utilisée un peu plus tard, la première utilisation de ce nom dans la littérature a été documentée depuis 1846.

Depuis la révolution industrielle, nous recherchons des moyens plus simples de faire avancer les choses. Les ouvriers ne remuent plus les cuves malodorantes de vilains mouillés en utilisant rien d'autre qu'une palette en bois. Ils ne forment plus des brigades de seaux. La vapeur et l'énergie électrique ont stimulé la productivité de fabrication de plusieurs ordres de grandeur.

Une innovation a été le retrait du moteur électrique du point d'action où les fluides sont déplacés. Il est devenu possible de déplacer des fluides à l'aide d'une pompe à air ou d'un éjecteur. Les deux appareils fonctionnent efficacement, malgré le fait qu'aucun des deux ne comporte de pièces mobiles.

En rapport avec "pompe air-lift"

• courbes caractéristiques d'une pompe

  

  Les courbes caractéristiques d'une pompe montrent une représentation graphique de la variation de la capacité d'une pompe en fonction de la charge totale...

• pompe aquarium

  

  La pompe d'aquarium permet la circulation d'eau ou la production d'air dans le cas de la pompe à air, également appelé bulleur, dans un aquarium d'eau douce...

• pompe booster

  

  Une pompe booster, typiquement pour un osmoseur d'aquarium en aquariophilie, permet d'augmenter la pression de l'eau (pour de l'eau osmosée), ou de tout fluide...

• pompe centrifuge

  

  Une pompe centrifuge est un type de turbopompe qui utilise un rotor rotatif pour aspirer l'eau vers son centre et, par force centrifuge, la rejette vers...