Τι είναι μια αντλία φυσαλίδων;

Μια αντλία φυσαλίδων είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ανύψωση ενός ρευστού από μια θέση σε άλλη, υψηλότερη θέση χωρίς μηχανική ενέργεια. Αντίθετα, χρησιμοποιεί θερμική ενέργεια για να τροφοδοτήσει αυτήν την αλλαγή θέσης αυξάνοντας την άνωση του ρευστού που κινείται. Μερικές φορές αναφέρεται ως αντλία ανύψωσης αέρα ή αντλία ανύψωσης ατμού.
Στην πιο βασική της μορφή, μια αντλία φυσαλίδων αποτελείται από ένα σωλήνα με την είσοδο του σε μια χαμηλότερη δεξαμενή και την έξοδο της σε μια υψηλότερη δεξαμενή. Σκοπός του είναι να ανυψώσει ένα ρευστό από την κάτω δεξαμενή στην υψηλότερη. Το υγρό στην κάτω δεξαμενή συνήθως θερμαίνεται, αναγκάζοντας μέρος του υγρού να αλλάξει φάσεις σε μορφή ατμού. Αυτός ο ατμός είναι πιο πλευστικός από την υγρή μορφή του ρευστού και ανεβαίνει μέσω του σωλήνα, μεταφέροντας λίγο υγρό προς τα πάνω μαζί του. Γενικά, μια μονόδρομη βαλβίδα ή άλλος μηχανισμός εμποδίζει το υγρό να ρέει πίσω στο σωλήνα καθώς ψύχεται.

Ένα απλό παράδειγμα χρήσης μιας αντλίας φυσαλίδων είναι σε μια κοινή καφετιέρα σταγόνας. Σε πολλές κοινές καφετιέρες, το νερό χύνεται σε μια δεξαμενή στο πίσω μέρος και τα υπολείμματα καφέ τοποθετούνται σε ένα φίλτρο στο επάνω μέρος της μηχανής. Για να παρασκευαστεί ο καφές, το νερό πρέπει να θερμανθεί και στη συνέχεια να διηθηθεί μέσα από τα υπολείμματα καφέ από πάνω του. Για να συμβεί αυτό, το νερό πρέπει με κάποιο τρόπο να ανυψωθεί πάνω από το έδαφος, ώστε να μπορεί να στάζει μέσα από αυτό. Μια αντλία με φυσαλίδες με την είσοδο της στο κάτω μέρος της δεξαμενής νερού και την έξοδο της πάνω από το έδαφος χρησιμοποιείται για την εκτέλεση αυτής της εργασίας.

Ενώ πολλές αντλίες χρησιμοποιούν μηχανικά μέσα για να μετακινήσουν ένα ρευστό, η αντλία φυσαλίδων κινείται μόνο από θερμική ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, η κατασκευή του είναι πολύ απλή με λίγα κινούμενα εξαρτήματα. Αυτό παρέχει πλεονεκτήματα όσον αφορά την αξιοπιστία και το κόστος σε πολλές εφαρμογές. Αυτές οι αντλίες, ωστόσο, δεν είναι συνήθως κατάλληλες για χρήση σε εφαρμογές υψηλής πίεσης.

Η δύναμη της βαρύτητας που έλκει προς τα κάτω δρα για να αντιμετωπίσει την άνω άνωση του ρευστού που αντλείται. Η τριβή μεταξύ του ρευστού που αντλείται και του εσωτερικού τοιχώματος του σωλήνα αντιστέκεται επίσης στην ανοδική του κίνηση. Ο αποτελεσματικός σχεδιασμός της αντλίας με φυσαλίδες πρέπει να λαμβάνει υπόψη μεταβλητές όπως η τριβή μεταξύ του ρευστού και του σωλήνα, το μήκος και η διάμετρος του σωλήνα κ.λπ. Ο κατάλληλος σχεδιασμός είναι απαραίτητος για να διασφαλιστεί ότι οι δυνάμεις που δρουν ενάντια στην ανοδική κίνηση του ρευστού δεν την ξεπερνούν πριν το ρευστό φτάσει στην άνω δεξαμενή.

Οι αντλίες φυσαλίδων χρησιμοποιούνται σε μια σειρά εφαρμογών, από τις πολύ απλές έως τις εξαιρετικά τεχνικές. Οι εγκαταστάσεις υδατοκαλλιέργειας και τα εκκολαπτήρια χρησιμοποιούν συχνά αντλίες φυσαλίδων στις λειτουργίες τους, για παράδειγμα. Ορισμένοι ηλιακοί θερμοσίφωνες εκμεταλλεύονται το θερμαινόμενο υγρό που περιέχουν χρησιμοποιώντας μια αντλία φυσαλίδων για να το κυκλοφορήσει μέσα στο σύστημα. Μια αντλία φυσαλίδων είναι επίσης ένα βασικό μέρος ενός κύκλου ψύξης που είναι γνωστός ως κύκλος Αϊνστάιν.