Воздушные водоподъемники (эрлифты)
Сжатый воздух по воздухопроводу подводится к смесителю, находящемуся ниже динамического уровня на глубине h, и через отверстия в нижней части водоподъемной трубы перемешивается с водой, образуя воздушно-водяную смесь. Плотность смеси меньше плотности воды. На основании свойств сообщающихся сосудов и законов гидравлики давление в сечении I—I должно быть равнымво всех точках, поэтому столб воды высотой h вне водоподъемной трубы должен уравновешиваться столбом воздушно-водяной смеси большей высоты с меньшей плотностью внутри трубы.
Объем непрерывподюда-ваемого воздуха должен быть таким, чтобы столб воздушно-водяной смеси выходил на поверхность земли. В воздухоотделителе, помещенном на верхнем конце водоподъемной трубы, воздух легко отделяется от воды, выходя в атмосферу, а вода по отводящей трубе поступает в резервуар.
Эффективность работы эрлифта во многом зависит от правильности выбора заглубления смесителя, характеризуемого коэффициентом погружения:
Табл. 3.4. Погружение эрлифта в зависимости от высоты подъема
В табл. 3.4 приведены рекомендуемые величины погружения в зависимости от высоты подъема жидкой среды.
Определим объем воздуха, необходимого для подъема воды. КПД эрлифта определяется следующим отношением:
Подставляя значение А, найденное по формуле (3.2), в выражение (3.1), получим формулу для определения расхода воздуха, подаваемого в скважину для подачи воды Q на высоту Н:
По известной из термодинамики формуле
Из соотношения Vi и Q получим формулу для определения удельного расхода воздуха (м3/с) на 1 м3 воды, поднимаемой на высоту Н:
Из формулы (3.3) следует, что расход воздуха зависит от КПД эрлифта, глубины его погружения и высоты подъема Н.
Начальное пусковое давление (при запуске водоподъемника в работу) определяется по формуле Pn=pg —Но+2), а рабочее давление pP=pgM-Sp, где Sp —суммарные потери давления в воздухопроводе.
На рис. 3.9 показана характеристика эрлифта, из которой вид-но, что подъем воды начинается при некоторой минимальной подаче воздуха (Vmin), обеспечивающей его устойчивую работу. Максимальная подача воды не совпадает с максимальным КПД. Дальнейшая подача воздуха (после Ушах) приводит к уменьшению подачи воды из-за снижения плотности поднимаемой воздушноводяной смеси.
По конструктивному исполнению существуют воздушные водоподъемники трех типов: нагнетальные с внешним расположением воздухопровода (см. рис. 3.8), с внутренним расположением (рис. 3.10, а) и всасывающие (рис. 3.10, б).
К преимуществам эрлифтов относятся простота их конструкций, возможность использования для подъема жидкой среды с механическими примесями и установки в искривленных скважинах. Недостатком эрлифтов следует считать их низкой КПД. Ими нельзя подавать воду непосредственно в сеть. Для их работы необходима большая глубина воды в скважине.
Эрлифты применяют для подъема воды из скважин, а также для промывки и прокачки скважин в процессе их сооружения.
