Che cos'è una pompa per bolle?
Una pompa a bolle è un dispositivo utilizzato per sollevare un fluido da una posizione all'altra, una posizione più alta senza energia meccanica. Invece, utilizza l'energia termica per alimentare questo cambiamento di posizione aumentando la galleggiabilità del fluido che si sta muovendo. A volte viene indicato come una pompa di sollevamento dell'aria o una pompa di sollevamento del vapore.
Nella sua forma più semplice, una pompa a bolle è costituita da un tubo con il suo ingresso in un serbatoio inferiore e il suo scarico in un serbatoio più alto. Il suo scopo è quello di sollevare un fluido dal serbatoio inferiore a quello superiore. Il fluido nel serbatoio inferiore viene in genere riscaldato, facendo sì che parte del liquido cambi le fasi in una forma di vapore. Questo vapore è più galleggiante della forma liquida del fluido e sale attraverso il tubo, portando con sé un po 'di liquido verso l'alto. Generalmente, una valvola unidirezionale o altro meccanismo impedisce al fluido di rifluire nel tubo mentre si raffredda.
Un semplice esempio dell'uso di una pompa a bolle è in una comune macchina da caffè americano. In molti comuni produttori di caffè, l'acqua viene versata in un serbatoio nella parte posteriore e i fondi di caffè vengono collocati in un filtro nella parte superiore della macchina. Per preparare il caffè, l'acqua deve essere riscaldata e quindi filtrare attraverso i fondi di caffè sopra di essa. Perché ciò accada, l'acqua deve essere in qualche modo sollevata sopra il terreno in modo che possa gocciolare attraverso di essa. Una pompa a bolle con la sua entrata nella parte inferiore del serbatoio dell'acqua e la sua uscita sopra il terreno viene utilizzata per eseguire questo compito.
Mentre molte pompe usano mezzi meccanici per spostare un fluido, la pompa a bolle è azionata solo da energia termica. Di conseguenza, la sua costruzione è molto semplice con pochi componenti mobili. Ciò offre vantaggi in termini di affidabilità e costi in molte applicazioni. Queste pompe, tuttavia, non sono in genere adatte per l'uso in applicazioni ad alta pressione.
La forza di gravità che tira verso il basso agisce per contrastare la spinta verso l'alto del fluido pompato. L'attrito tra il fluido pompato e la parete interna del tubo resiste anche al suo movimento verso l'alto. L'efficace design della pompa a bolle deve tenere conto di variabili quali attrito tra fluido e tubo, lunghezza e diametro del tubo e così via. È necessario un design adeguato per garantire che le forze che agiscono contro il movimento verso l'alto del fluido non lo superino prima che il fluido raggiunga il serbatoio superiore.
Le pompe a bolle vengono utilizzate in una vasta gamma di applicazioni, dalle più semplici alle più tecniche. Le strutture di acquacoltura e gli incubatoi fanno spesso uso di pompe a bolle nelle loro operazioni, ad esempio. Alcuni scaldacqua solari sfruttano il fluido riscaldato che contengono utilizzando una pompa a bolle per far circolare il sistema. Una pompa a bolle è anche una parte fondamentale di un ciclo di refrigerazione noto come ciclo di Einstein.